支持信道復用的超寬帶時隙預留方法技術

本發明專利技術公開一種支持信道復用的超寬帶時隙預留方法，該方法主要包括以下步驟：(1)根據發送業務的數據速率Vchannel和服務速率Vrequired來確定需要預留的媒體接入時隙(MAS)的個數以及預留位置；(2)獲取其它預留成功的設備信標幀中的分布式預留協議信息元素(DRP?IE)的比特映射域，將預留相同MAS的設備劃分為同一聯盟；(3)依次計算加入所有聯盟后的信干比變化和特征函數的值，經過比較，選擇加入使得特征函數最大的聯盟；(4)展開預留協商，廣播攜帶預留方案的DRP?IE；(5)聯盟收到預留請求后，每個節點都計算新節點加入帶來的信干比變化，并對預留請求給出回應；(6)節點根據聯盟內所有節點的回應來確定是否預留成功。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及到媒體接入
，具體涉及到UWB下支持信道復用的時隙預留算法。
技術介紹
在超寬帶技術中，分布式預留協議(DRP)是一種采用時分復用(TDMA)機制來共享信道的預留協議。在超寬帶協議ECMA-368標準中，網絡中的設備需要事先聲明自己對超幀中媒體接入時隙(MAS)的使用，或者與其他設備就自己制定的MAS預留方案進行協商。一旦預留成功，那么在該預留時隙內其他設備將不能接入信道。也就是說，在ECMA-368，設備對于預留時隙是獨占性的，這樣就保證了通信質量，但同時會降低其他設備的接入率。·預留方案的制定主要包括發送速率選擇、預留MAS個數計算、預留位置確定等等。設備節點通過預留算法確定要預留的MAS個數和預留位置，將自己的預留方案廣播到信道中，預留目標收到預留請求后，會給予回應，這個過程是預留協商過程。一般情況下的預留協商過程分為以下幾個階段進行I、預留所有者通過信標幀發送DRP IE來發起一個預留協商。DRP IE中的地址域為預留目標的設備地址，預留狀態為O。2、預留目標收到信標巾貞后，需要設置自己的DRP IE中的相關參數來作為回應。預留目標設備的回應有三種允許、不允許、待定，相應操作如下允許預留目標將DRP IE中的地址域設置為預留所有者的設備地址，預留狀態設置為1，原因碼設置為接受(accepted)；不允許預留目標將DRP IE中的地址域設置為預留所有者的設備地址，預留狀態設置為0，原因碼設置為沖突或否定(conflict/denied);其中沖突表示預留目標發現預留所有者預留的MAS與其他設備的預留MAS發生重疊，這時預留目標將同時發送自己的DRPavailability IE,方便預留所有者修改自己的預留計劃。對于非沖突的情況,原因碼為否定。待定預留目標將DRP IE中的地址域設置為預留所有者的設備地址，預留狀態設置為0，原因碼設置為待定(pending);其中待定表示預留目標需要更多的時間來給出最終的回應。3、預留所有者必須將預留請求保持至少4個超幀或直到收到回應。如果預留成功，則預留所有者和預留目標都會在信標幀中包含相應的DRP IE(預留狀態為1，原因碼為接受)，直到預留結束或被修改；如果預留發生沖突，預留所有者需要根據預留目標發送的DRP availability IE重新制定預留方案。從上面的內容可以看到，DRP協議和協商過程在稀疏節點分布網絡能夠有效工作，但是在密集網絡特別是大量相同業務節點時，網絡內的設備接入率較低，超幀內的有限時隙不能滿足全部節點的接入要求。
技術實現思路
技術問題本專利技術的目的在于針對現有UWB技術的分布式預留協議的不足，針對短距離內稠密節點的場景，在滿足業務QoS要求的基礎上提供一種。技術方案本專利技術所述的，首先，根據業務的類型確定預留的位置；其次，通過接收到的信標幀獲取DRP availability IE的比特映射域，觀察MAS的占用的情況以及占用這些MAS的設備信息，如果預留位置處MAS未被占用，則制定MAS預留方案，否則，預留節點將開始聯盟博弈；再次，節點通過博弈選擇在合適的位置處加入最優的性能聯盟，并制定MAS預留方案；最后，將預留結果寫入DRP IE，向預留目標以及聯盟內所有節點進行組播，發起預留協商，若預留請求被所有的設備允許，則預留成功。預留節點可以與聯盟內的節點共享時隙。本專利技術的包括如下步驟 I)根據發送業務的數據速率Vehml和服務速率VM_ed來確定需要預留的媒體接入時隙MAS的個數以及預留位置；2)獲取其它預留成功的設備信標幀中的分布式預留協議信息元素DRP IE的比特映射域，將預留相同媒體接入時隙MAS的設備劃分為同一聯盟；3)依次計算加入所有聯盟后的信干比變化和特征函數的值，經過比較，選擇加入使得特征函數最大的聯盟；4)展開預留協商，廣播攜帶預留方案的DRP IE;5)聯盟收到預留請求后，每個節點都計算新節點加入帶來的信干比變化，并對預留請求給出回應；6)節點根據聯盟內所有節點的回應來確定是否預留成功。其中，步驟2)、3)、5)中的主要過程是采用博弈論的思想來實現，得到預留方案后，修改分布式預留協議信息元素DRP IE和分布式預留協議可用性信息元素DRPavailability IE,并在下一超巾貞的信標期進行廣播。有蓋效果從上面的博弈過程看到，在本專利技術的分布式預留算法中，總共進行了兩次博弈，一次是節點對在多個聯盟中博弈，選擇加入最佳聯盟；另一次是聯盟在面臨多個節點對預留時，通過博弈允許最佳節點對加入聯盟。因此，本專利技術方法與現有技術相比，通過時隙復用增加了設備的接入率，間接的增加了信道的吞吐量，具有更高的效率。附圖說明圖I為74節點的室內單跳UWB應用場景。 圖2為本專利技術的流程圖。具體實施例方式本專利技術所述的，具體包括如下步驟(I)預留前的準備工作在信標期通過信標幀的交換，網絡內的所有節點能掌握了其他節點對信道的預留情況。這時，預留所有者會根據自己業務的服務間隔來確定預留位置，比如具體到標準區的編號或者是行預留，然后將不同預留位置處的節點對定義到不同的聯盟中，這些聯盟中可能只有一個節點對，也可能有多個節點對在復用，用S1, S2, , Sn來表示。定義一個集合O，使得& C①。通過接收其他節點的信標幀，由I. I式比較接收功率Pk與發送功率Rt可以得到路徑損耗Y，由路徑損耗公式(I. 2式)就可以估計本設備與該節點的距離d，由節點間距離d可以計算如果多個節點在同一時隙內發送數據時獲得的信干比SIR(1. 3式)。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種支持信道復用的超寬帶時隙預留方法，其特征在于該方法包括如下步驟 1)根據發送業務的數據速率Vdiannel和服務速率Vraiuiral來確定需要預留的媒體接入時隙MAS的個數以及預留位置； 2)獲取其它預留成功的設備信標幀中的分布式預留協議信息元素DRPIE的比特映射域，將預留相同媒體接入時隙MAS的設備劃分為同一聯盟； 3)依次計算加入所有聯盟后的信干比變化和特征函數的值，經過比較，選擇加入使得特征函數最大的聯盟； 4)展開預留協商，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王捷，韓喬喬，蔣良成，杜永強，曹凱，許斌，徐銘，宋建永，陳佰儒，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：