[发明专利]高动态无线网络中自适应分级多址接入方法及其系统

权利要求书

1.一种高动态无线网络中自适应分级多址接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用初始接入方式或者沿用上一阶段接入方式；

步骤2、CCN统计一定时间内各节点发送业务的情况；其中轻业务量情况下的业务量G_A由CCN询问各节点，各节点返回G_A，CCN再取其平均值作为轻业务量情况下的业务量；中等业务量和高业务量情况下的业务量G_A由CCN统计；

步骤3、将业务量与阈值作比较；

步骤4、根据比较情况判断属于轻业务量、中等业务量、高业务量中的哪一种业务量情况，若属于轻业务量，执行步骤5，若属于中等业务量，执行步骤6，若属于高业务量，执行步骤7；

步骤5、采用轻业务量情况下的信道接入方法并向各节点公布，转到步骤8执行；

步骤6、采用中等业务量情况下的信道接入方法并向各节点公布，转到步骤8执行；

步骤7、采用高业务量情况下的信道接入方法并向各节点公布，转到步骤8执行；

步骤8、各节点根据相应的业务量情况下采用的接入方法接入和使用信道；

步骤9、本次通信结束后，释放信道资源，转到步骤1执行；

对于节点，根据业务量等级决定接入方式采用随机接入、按需预约接入还是轮询方式；

所述轻业务量情况下的统计业务量G_A的计算公式如下：

式中，T代表一个统计时间长度，用数据传输速率归一化的统计业务量记为G_A，数据传输速率为R_b，单位为bps，表示发生碰撞的时间长度，一个统计时间长度内实际发送成功的比特数记为一个统计时间长度内发生碰撞的比特数记为N_S表示一个统计时间期内发送成功的数据分组数目，N_C表示一个统计时间期内发生碰撞的数目；

碰撞概率计算方法一具体为：

其中，N_C表示一个统计时期内发生碰撞的数据分组数目，N_C+N_S表示一个统计时间期内发送成功的数据分组和发生碰撞的数据分组之和，P_C表示碰撞概率；

碰撞概率计算方法二具体为：接入节点总数为N，竞争同一理想无线信道，所有节点发送速率相同，N个节点以P_T的发送概率接入到某一个微时隙MS，其中：

某一个微时隙MS中无预约发送的概率为：某一个微时隙MS中有一个预约发送的概率P_r为：某一个微时隙中有两个或者两个以上的预约发送的概率即碰撞概率P_C为：

由等式(2)和等式(3)联合得到关于发送概率P_T和N的函数关系式：

其中，若给定P_T的值，即能求得N的值，P_T的范围是0≤P_T≤1，N的范围是N≥1，为成功失败比，r_SC-L为成功失败比低门限，r_SC-H为成功失败比高门限；

给定P_T情况下得到P_C的流程包括：

步骤2-1、节点监听信道；

步骤2-2、判断信道忙或者空闲，若信道空闲，转到步骤2-3执行，若信道忙，转到步骤2-4执行；

步骤2-3、节点以一定的发送概率P_T发送数据分组，转到步骤2-5执行；

步骤2-4、延长随机时长，这个时长为竞争微时隙的整数倍，转到步骤2-1执行；

步骤2-5、判断是否发生碰撞，是则执行步骤2-6，否则执行步骤2-12；

步骤2-6、判断是否r_SCr_SC-L，是则执行步骤2-7，否则执行步骤2-8；

步骤2-7、减小发送概率P_T，转到步骤2-11执行；

步骤2-8、判断是否r_SCr_SC-H，是则执行步骤2-9，否则执行步骤2-10；

步骤2-9、保持发送概率P_T不变，转到步骤2-11执行；

步骤2-10、增大发送概率P_T；

步骤2-11、再次监听信道，转到步骤2-1执行；

步骤2-12、发送接入预约申请控制分组；

给定每个节点一个发送概率P_T，得到一个碰撞概率P_C，可根据得到的碰撞概率情况调整自身的P_T，使得当前的P_C小于某一阈值，自适应调整发送概率，当r_SCr_SC-L时，减小发送概率P_T，当r_SC-Lr_SCr_SC-H时，保持发送概率P_T不变，当r_SCr_SC-H时，增大发送概率P_T，若第i次发送数据帧失败，再次重传数据帧的发送概率P_T小于上次的发送概率，即

所述统计中等业务量G_A的计算公式如下：

中等业务量情况，CCN统计一段时间内预约发生碰撞的时隙数N_C、未被预约的空闲时隙个数N_F、成功预约接入的时隙个数N_S，接入时隙总数N_MS，可估算出中等业务量：

碰撞概率计算方法一具体为：一个统计时间内发生碰撞的业务分组的个数比上总的分组个数；

碰撞概率方法二计算：接入时隙总数为N_MS，接入节点总数为N，竞争同一理想无线信道，所有节点发送速率相同，N个节点以P_T的发送概率接入到一个微时隙MS，其中：微时隙MS中无预约发送的概率为：一个微时隙MS中有一个预约发送的概率P_r为：一个微时隙中有两个或者两个以上的预约发送的概率为：

由等式(6)和等式(7)联合得到关于发送概率P_T和N的函数关系式：

所述CCN统计的高业务量为：

其中N_A表示实际有业务发送的节点个数，N表示是总节点个数。