[發明專利]基于線性預測的TDMA動態時隙分配的節點及其方法

有效

• 申請號: 202010185166.0
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111405667B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 徐川;曾日輝;龔亮明;趙國鋒;邢媛
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04L1/16
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

1.基于線性預測的TDMA動態時隙分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將時間劃分為周期性的超幀，其中，所述超幀至少包括信標區、反饋區和數據傳輸區；S2、設備節點在反饋區向接入節點發送第一消息，其中，所述第一消息包括設備節點當前數據隊列長度消息和更新標志消息；S3、接入節點基于所述第一消息，進行線性回歸預測；S4、接入節點將預測的時隙分配信息經由信標區發送至設備節點；其中，所述進行線性回歸預測包括，根據第一消息中的更新標志消息進行參數更新，具體為基于最小二乘法建立數據模型，通過均方誤差最小化進行求解第一參數ω和第二參數b，其中，所述最小二乘法建立數據模型為：

通過函數對ω和b求偏導數計算出ω和b的特定值：

其中，表示設備節點前N次預測分配時隙的平均數目，表示設備節點前N次數據隊列平均長度，f(T_i)表示設備節點第i次預測分配的時隙數，N表示設備節點分配時隙的總次數，S_i表示設備節點的第i次分配的時隙數，T_i表示設備節點歷史第i次數據隊列長度；使用第一參數ω和第二參數b，通過公式f(T_n)＝ωT_n+b，n∈(1,2,…,K)計算K個設備節點中的設備節點n在隊列長度為T_n時預測分配的時隙數f(T_n)。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征還在于，所述信標區包括在保留字段的添加部分，其中，所述添加部分至少攜帶調度字段，用以攜帶預測的時隙分配信息。

3.基于線性預測的TDMA動態時隙分配的接入節點，至少包括接收模塊、預測模塊和發射模塊，其特征在于，在將時間劃分為周期性的超幀中至少包括信標區、反饋區和數據傳輸區，所述接收模塊在反饋區中接收來自設備節點的第一消息，其中，所述第一消息中包括設備節點當前數據隊列長度消息和更新標志消息；所述預測模塊基于所述第一消息，進行線性回歸預測；其中，所述進行線性回歸預測包括，根據第一消息中的更新標志消息進行參數更新，具體為基于最小二乘法建立數據模型，通過均方誤差最小化進行求解第一參數ω和第二參數b，其中，所述最小二乘法建立數據模型為：

通過函數對ω和b求偏導數計算出ω和b的特定值：

其中，表示設備節點前N次預測分配時隙的平均數目，表示設備節點前N次數據隊列平均長度，f(T_i)表示設備節點第i次預測分配的時隙數，N表示設備節點分配時隙的總次數，S_i表示設備節點的第i次分配的時隙數，T_i表示設備節點歷史第i次數據隊列長度；使用第一參數ω和第二參數b，通過公式f(T_n)＝ωT_n+b，n∈(1,2,…,K)計算K個設備節點中的設備節點n在隊列長度為T_n時預測分配的時隙數f(T_n)；

所述發射模塊將預測的時隙分配信息經由信標區發送至設備節點。

4.基于線性預測的TDMA動態時隙分配的設備節點，至少包括接收模塊和發射模塊，其特征在于，在將時間劃分為周期性的超幀中至少包括信標區、反饋區和數據傳輸區，所述發射模塊在反饋區中發送第一消息至接入節點，其中，所述第一消息中包括設備節點當前數據隊列長度消息和更新標志消息；所述接收模塊在信標區中接收接入節點發送來的預測的時隙分配信息；其中，所述接入節點發送來的預測的時隙分配信息是接入節點基于所述第一消息，進行線性回歸預測的信息，并且所述進行線性回歸預測包括，根據第一消息中的更新標志消息進行參數更新，具體為基于最小二乘法建立數據模型，通過均方誤差最小化進行求解第一參數ω和第二參數b，其中，所述最小二乘法建立數據模型為：

通過函數對ω和b求偏導數計算出ω和b的特定值：

其中，表示設備節點前N次預測分配時隙的平均數目，表示設備節點前N次數據隊列平均長度，f(T_i)表示設備節點第i次預測分配的時隙數，N表示設備節點分配時隙的總次數，S_i表示設備節點的第i次分配的時隙數，T_i表示設備節點歷史第i次數據隊列長度；使用第一參數ω和第二參數b，通過公式f(T_n)＝ωT_n+b，n∈(1,2,…,K)計算K個設備節點中的設備節點n在隊列長度為T_n時預測分配的時隙數f(T_n)。