[发明专利]TDMA协议的预测控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种TTDMA协议的预测控制方法。

背景技术

在实时通信环境中，因基站和移动台规模不稳定或不可预知，即移动台出入网频繁，发送信息量突发变化大，动态TDMA接纳控制更具吸引力。该协议能够根据复杂网络中用户信号传输需求的变化，实时重新分配时隙资源，具有控制灵活，时隙资源利用率高的特点。

文献1“动态TDMA资源分配方法研究与实现.严忠等.移动通信,2010(6):41-44”公开了一种基于微时隙的动态TDMA协议。该方法在不中断网络操作的情况下，各节点根据信息发送量的实际情况和节点数目的变化情况来申请时隙，动态更改时隙长度，以适应拓扑变化和提高系统的传输效率。

文献2“专利公开号的US6810022B1的美国发明专利”公开了一种适用于移动多跳Ad-Hoc网络的TDMA接纳控制协议，即统一时隙分配协议（USAP）。USAP考虑了移动节点的自治行为，允许节点从未分配的时隙中选择一个或多个时隙，通过各相邻节点间对时隙分配的声明和确认将分配信息传至两跳范围。

文献3“RFC5352/RFC5356”公开了一种自适应时槽分配协议（ASAP）。该方法根据两跳范围内的节点数，动态改变帧长，减少了未使用的时隙数，提高了信道利用率。同时，ASAP还提供具有不同帧长节点间的无冲突分组传输，有效利用了信道带宽。

然而，上述动态TDMA协议在解决具有明确截止期需求的重负载TDMA通信时还存在以下不足：（1）在微时隙的动态TDMA协议中，当多个业务的消息到达超出了信道的设计值时，时隙资源会匮乏，由于瞬时的流量峰值，可能造成通信网络的拥塞；（2）在USAP协议中，节点的接入时延较大，此外其采用设置流量峰值的方法进行拥塞控制，又因为拥塞较少发生，这种方法分地保障TDMA通信系统，资源利用率低；（3）ASAP协议不支持多个节点同时申请时隙，只适用于业务恒定的网络；且其采用基于直接推断的拥塞控制策略，有很大的随机性和人为因素，容易产生传输错误和丢失；并且不适于精确分析和进一步改进。

发明内容

为了克服现有TDMA协议通信效果差的不足，本发明提供一种TDMA协议的预测控制方法。该方法采用前馈和反馈相结合，首先基于实时排队论模型，预测TDMA通信系统的允许到达率，完成前馈控制；接着通过反馈控制进一步纠正前馈模型建模复杂实时通信系统的不准确性。该方法可有效回避TDMA通信系统中的流量峰值问题，使节点接入更为迅速，系统通信更为稳健。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种TDMA协议的预测控制方法，其特点是包括以下步骤：

由实时队列预测器与前馈控制器组成的前馈控制单元，由拥塞检测器、反馈控制器和时隙资源管理器组成的反馈控制单元实现；

对业务到达、服务时间和截止期的如下假设：

（a）业务到达服从一个更新过程，到达间隔分布由均值1/λ和标准差σ_a确定；

（b）业务有一个随机服务时间分布，由均值1/μ和标准差σ_s确定；

（c）每个业务有一个相对的随机截止期，服从G分布。由概率论得截止期平均值的一个标准结论D‾=∫0∞(1-G(x))dx;]]>

（d）业务到达时间间隔，服务时间和截止期之间相互独立。

令ρ＝λ/μ，实时排队论给出了最早截止期优先在重负载情况下的近似截止期错过率：