[发明专利]基于时延优先级的多信道CSMA带宽分配方法

权利要求书

1.一种基于时延优先级的多信道CSMA带宽分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、统计小区中的节点数量及每个节点的数据包发送频率，再根据小区中节点数量及每个节点的数据包发送频率估计初始信道负载，并计算需要分配给高优先级节点的带宽，再根据系统的频率资源确定可用频带，然后通过下行广播信道广播高优先级节点可用频带；在基于高优先级与低优先级时延相对值的带宽分配方法中，计算需要分配给高优先级节点带宽的具体方法如下：

(1.1)将高优先级数据包传输时间记为根据(1)式计算高优先级数据包传输时间，

同时，将低优先级数据包传输时间记为根据(2)式计算低优先级数据包传输时间，

其中，D为数据包的大小，W为系统总带宽，W_H为高优先级数据包所占据的带宽，W_L为低优先级数据包所占据的带宽，为基站对于高优先级数据包的接收信噪比，为基站对于低优先级数据包的接收信噪比；

(1.2)将高优先级数据包成功传输的概率记为根据(3)式计算高优先级数据包成功传输的概率，

其中，g_H为信道中高优先级节点的负载，T_H为设计的一个变量，δ_d为其他节点能侦听到信道忙的侦听时延，

同时，将低优先级数据包成功传输的概率记为根据(4)式计算低优先级数据包成功传输的概率，

其中，g_L为信道中低优先级节点的负载，T_L为设计的一个变量，δ_d为其他节点能侦听到信道忙的侦听时延；

(1.3)将需要分配给高优先级节点的带宽记为W_H，然后根据(5)式计算带宽，

其中，为分配给高优先级节点的最优带宽，表示当函数取得最小值时自变量W_H的取值，为高优先级节点发送时信道空闲的概率，为高优先级节点发送一段时间内没有其他节点发送数据的概率，为低优先级节点发送时信道空闲的概率，为低优先级节点发送一段时间内没有其他节点发送数据的概率，为高优先级数据包的传输时延限制，θ_b为节点由于检测到信道忙时的平均回退时间，θ_f为数据包发生冲突时的平均回退时间；

在基于高优先级时延绝对值的带宽分配方法中，计算需要分配给高优先级节点带宽的具体方法如下：

根据(15)式计算需要分配给高优先级节点的带宽，

其中，为分配给高优先级节点的最优带宽，表示当函数取得最小值时自变量W_H的取值，为高优先级节点发送时信道空闲的概率，为高优先级节点发送一段时间内没有其他节点发送数据的概率，θ_b为节点由于检测到信道忙时的平均回退时间，θ_f为数据包发生冲突时的平均回退时间，为高优先级数据包成功传输的概率，为高优先级数据包传输时间，C为高优先级数据包的传输时延限制；

第二步、待发送数据的节点侦听下行广播信道，以获得该节点发送数据所许可的频带，并利用非持续载波侦听多址接入协议进行数据传输；

第三步、基站根据一段时间内的瞬时负载估计出下一时段的平均负载，并利用该平均负载计算下一时段需要分配给高优先级节点的带宽；

第四步、重复步骤二、三直至收敛。

2.根据权利要求1所述一种基于时延优先级的多信道CSMA带宽分配方法，其特征在于，在步骤(1.1)中，根据(6)式计算系统总带宽W，

W_H+W_L＝W (6)

其中，W_H为高优先级数据包所占据的带宽，W_L为低优先级数据包所占据的带宽。