[发明专利]用于缓解物联网大规模M2M通信中拥塞问题的方法

权利要求书

1.一种用于缓解物联网大规模M2M通信中拥塞问题的方法，采用的系统模型由1个BS，M个LTE UE，L个MTCD组成，其特征在于，包括以下两个阶段：

第一阶段：对MTCD进行谱聚类并对不同的集群赋予优先级，第一阶段包括以下步骤：

1)根据每个MTCD的最大容忍延迟t计算不同MTCD之间的相似性s，然后进行谱聚类，将L个MTCD分为C类；

2)把所有MTCD聚完类后，数出每个集群中MTCD的个数N，计算每个集群的平均容忍延迟得出C个集群的平均容忍延迟为

3)将C个集群的平均容忍延迟按从小到大顺序排列，集群平均容忍延迟越小，集群中的MTCD的优先级越高，按照这样的规则可得出每个集群的优先级集{rank₁,rank₂,...,rank_c}；

第二阶段：与云技术结合根据MTCD的Qos要求选择最佳LTE UE网关，第二阶段最佳虚拟网关的选择方案如下：

首先通过云找出符合条件的虚拟网关池W＝{w₁,w₂,...,w_G}，确定网关池中每个虚拟网关的转发阈值Q_th；然后根据第一阶段的优先级顺序依次为MTCDi找出最佳虚拟网关对于网关池中的所有虚拟网关，计算网关w_g与其转发阈值相差的数据量接收信噪比和网关w_g的能量再计算值；最后将所有虚拟网关的值进行比较，找出MTCDi的最佳虚拟网关

2.根据权利要求1所述的用于缓解物联网大规模M2M通信中拥塞问题的方法，其特征在于，虚拟网关池中被选择为虚拟网关的LTE UE需要满足以下两个条件：1)LTE UE有两个模式可以选择：一个模式为传统蜂窝模式，即用于传输LTE UE自身的数据，另一个模式为中继模式，即LTE UE不传输自身的数据，可将空闲资源租借给需要传输数据的MTCD；2)LTE UE需要有充足的电量。

3.根据权利要求2所述的用于缓解物联网大规模M2M通信中拥塞问题的方法，其特征在于，虚拟网关LTE UE为MTCD用户提供服务时，MTCD需向为其服务的网关付费设网关池W到达阈值后转发一次所需的能量为单位能量的价格为ξ，MTCDi传输的数据大小为η_i；网关w_g得到的金额为：

MTCDi需要向网关w_g缴纳的钱数为：

规定MTCDi每隔h个小时向为其提供服务的网关缴费，每次缴费的网关对象和钱数都会上传至云，云会存储所有的交易记录以备后续查验；

故所提出模型的最终目标函数为：

其中，G表示目前充当虚拟网关的LTE UE总数量，表示虚拟网关w_g成功转发至BS的次数，表示虚拟网关w_g转发一次所需的能量，ξ表示单位能量的价格。