[發明專利]一種確定g?UI協議序列時延性能的方法

在審

• 申請號: 201611104536.3
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106792770A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張一晉;鄒愛潔;房玉軒;周遠達;關鳳瑜;汪云;桂林卿
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04W16/22
• 分類號: H04W16/22;H04W24/02;H04W24/06;H04W28/04
• 代理公司: 江蘇樓沈律師事務所32254
• 代理人: 史成濤

技術領域

本發明涉及無線傳感器網絡技術領域，特別涉及一種確定g-UI協議序列時延性能的方法。

背景技術

隨著物聯網的日益興起，無線傳感器網絡廣泛應用于軍事、環境監測、智能家居、城市交通、空間探索和倉庫管理等領域。其中，眾多應用對于數據傳輸有嚴格時限要求，亟需一種信道接入機制可以使得異步網絡中的每個節點在固定時限內可以保證成功發送一個或多個數據。

Massey和Mathys于1985年提出了一種無反饋沖突信道模型，同時設計了可信賴的確定性的信道接入機制：協議序列。協議序列是一種確定性的周期性二進制序列，在該機制下，每個用戶根據分配的協議序列依次讀取序列值，如果該值為“1”，節點發送數據，否則保持安靜。與ALOHA隨機接入機制相比，協議序列能提供短期性能穩定性和公平性，并且能100％地確保數據在固定時延內被成功發送；協議序列在近年來成為國內外學者的研究熱點，并被廣泛應用于無線傳感器網絡、移動自組織網絡及車載自組織網絡。其中，g-UI協議序列可以保證異步網絡中的每個節點在固定序列周期內至少可以成功發送g個數據，以往的延時性能分析方法僅限于g＝1，因此需要一種分析方法應對g>1情況下的延時性能進行準確預測。

發明內容

本發明旨在提供一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，對g-UI協議序列的時延性能進行準確的預測，從而為網絡參數設置以及網絡性能進一步優化提供技術參考。

本發明提供一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，包括M個發送節點，一個接收節點，所述發送節點共享信道向所述接收節點發送通知消息。所述的發送延時是指發送節點第一次成功發送數據包所需要等待的時隙數。根據給出各網絡節點的發送時延的條件概率累積分布，推導各節點發送時延的條件期望，以及確定各節點平均發送時延。

進一步地，根據權利要求1所述的一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，其特征在于：所述序列發送延時計算過程包括：

S11.假定接入時延為整數，計算選定的用戶的條件概率累積分布。其中x_[1]<x_[2]<...<x_[ω]，其中其中n≥ω，p_n＝1，p_n＝a_n+b_n

S12.根據選定節點的條件概率，可計算出該節點發送延時的條件數學期望。

S13.對條件數學期望所有可能的接入延時求和，即可計算出發送延時的數學期望。

進一步地，根據權利要求1所述的一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，其特征在于：發送節點根據分配的協議序列依次讀取序列值，如果該值為“1”，節點發送數據，否則保持安靜。

進一步地，根據權利要求1所述的一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，其特征在于：發送節點在每個序列周期內發送ω(是大于等于M-1+g的素數)次數據。

進一步地，根據權利要求1所述的一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，其特征在于：協議序列能夠保證發送節點在每個序列周期至少成功發送g次。

進一步地，根據權利要求1所述的一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，其特征在于：當且僅當發送的數據包沒有完全重疊，數據包才能被成功發送。

進一步地，根據權利要求1所述的一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，其特征在于：數據包發生碰撞時，碰撞的數據包是不可恢復的。

進一步地，根據權利要求1所述的一種確定g-UI協議序列時延性能的方法，其特征在于：所述g-UI協議序列的構造方法如下：

S21.假定f:表示到上的映射，其中f(a):＝(a mod r,a mod q)，mod是求模運算符；

S22.當i＝2,…,M，令當i＝1時，令對I'i求逆，可以得到g-UI序列的特征集：I_i＝f^-1(I'_i)，i＝1,2,…,M。

通過本發明提出的分析方法，為網絡參數設置以及網絡性能進一步優化提供技術參考本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

圖1示出了本發明方法設計流程圖。

圖2示出了本發明方法發送延時性能的理論預測與仿真值的比較。