[发明专利]一种基于贪婪算法的MQTT协议QoS机制选择方法

权利要求书

1.一种基于贪婪算法的MQTT协议QoS机制选择方法，其特征在于，包括如下步骤：

a)将一个MQTT协议数据包定义为一个大数据包，将智能终端上的I个大数据包的任务数据用集合表示，第i个大数据包在m传输机制下的能耗为m取0时为QoS0机制，m取1时为QoS1机制，m取2时为QoS2机制，第i个大数据包在m传输机制下的丢包率为

b)将每个大数据包分为J个小数据包进行传输，J个小数据包表示为集合表示，通过公式计算第i个大数据包中第j个小数据包在QoS1及QoS2机制下的第n次传输时的信道增益g_i,j,n，式中H_i,j,n为第i个大数据包中第j个小数据包的第n次重传时的信道频率响应，N₀为噪声功率；

c)判断第i个大数据包中第j个小数据包是否丢包，计算QoS0机制下第i个大数据包内的丢包总个数，通过公式计算QoS0机制下第i个大数据包中第j个小数据包的传输能耗式中g_i,j,0为第i个大数据包中第j个小数据包在QoS0机制下的信道增益，p为传输功率，S为小数据包的数据量，B为信道带宽；

d)通过公式计算第i个大数据包的总能耗分别判断第i个大数据包中第j个小数据包的PUBLISH数据包第n次传输是否成功以及第i个大数据包中第j个小数据包的PUBACK数据包第n次回传是否成功；

e)计算得到QoS1机制下传输能耗去重能耗及QoS1机制消耗的总能耗

f)计算得到QoS2机制下传输能耗及QoS2机制消耗的总能耗

g)通过公式计算回报值V为非负参数，通过公式计算的均值为第i个大数据包被选择时，m传输机制被选择的次数，为第i个大数据包选择m传输机制的指示变量，通过公式计算得到ψ_i，根据ψ_i选择MQTT协议的QoS机制进行数据传输，μ为随机数，0＜μ＜1，ε为探索权重；

步骤e)中通过公式计算得到QoS1机制下传输能耗式中N_i,j为第i个大数据包中第j个小数据包的传输总次数，S_back为PUBACK数据包的大小，为第i个大数据包中第j个小数据包传输成功时的信道增益，为第i个大数据包中第j个小数据包回传成功时的信道增益，通过公式计算得到去重能耗式中E_c为任意一个小数据包的去重能耗，通过公式计算得到QoS1机制消耗的总能耗步骤d)中通过公式得到指示变量当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBLISH数据包第n次传输失败，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBLISH数据包第n次传输成功，通过公式得到指示变量式中g_i,j,n,back为PUBACK数据包回传时的信道增益值，p_back为PUBACK数据包的回传功率，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBACK数据包的第n次回传失败，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBACK数据包的第n次回传成功；

步骤f)中通过公式计算QoS2机制下第i个大数据包中第j个小数据包第一次传输能耗式中为QoS2机制下第i个大数据包中第j个小数据包的PUBLISH数据包第n次传输指示变量，为第i个大数据包中第j个小数据包的PUBREC数据包第n次回传指示变量，S_REC为PUBLISH数据包的数据量，当时QoS2机制下的第i个大数据包中第j个小数据包的PUBLISH数据包第n次传输失败，当时QoS2机制下的第i个大数据包中第j个小数据包的PUBLISH数据包第n次传输成功，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBREC数据包的第n次回传失败，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBREC数据包的第n次回传成功，通过公式计算QoS2机制下第i个大数据包中第j个小数据包第二次传输能耗式中为第i个大数据包中第j个小数据包的PUBREL数据包第n次传输指示变量，为第i个大数据包中第j个小数据包的PUBCOMP数据包第n次回传指示变量，S_REL为PUBREL数据包的数据量，S_COMP为PUBCOMP数据包的数据量，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBREL数据包第n次传输失败，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBLISH数据包第n次传输成功，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBCOMP数据包的第n次回传失败，当时第i个大数据包中第j个小数据包的PUBCOMP数据包的第n次回传成功，通过公式计算第i个大数据包总能耗