【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及移动通信，特别涉及一种去中心化的分布式队列接入方法。
技术介绍
1、通信技术的发展使得人们对移动通信技术服务需求提出了更高的需求，尤其是近几年物联网技术中机器通信(machine to machine，m2m)应用的出现，使得业务类型更加丰富。但是现有lte通信机制无法满足大规模m2m通信需求，当大量当海量m2m设备请求接入网络时，必然导致前导序列大量碰撞以及网络拥塞，严重影响m2m设备的通信性能。目前常用dq随机接入协议来解决上述技术问题。传统dq协议通过将发生冲突的用户和无冲突的用户分别使用两个虚拟的分布式队列管理，然后通过高效的树分裂算法把一组冲突用户树形的分裂成更小的子组，每个子组作为分布式队列中的一个元素依次排队等待接入，位于队首的子组内的用户再同时竞争接入资源，从而达到冲突解决的目的，最终使得所有设备都能够以较低的时延成功传输。但传统dq随机接入方法只使用了冲突解决队列，而忽视了数据传输队列的接入效率，并且不能很好地适配当下5g的mimo协议。
2、mimo技术可以增加空间自由度(degree of freedom,dof),将mimo技术用于用户分离成为可能。理论上而言，基站在具备k根天线的情况下，每次最多可以区分k个用户的随机接入序列,因此在随机接入阶段考虑mimo的多dof有望进一步提升冲突解决效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种去中心化分布式队列数据传输方法。本专利技术可以重复挖掘mimo技术的空间自由度，有效的提高
2、本专利技术的技术方案：一种去中心化的分布式队列接入方法由基站接入多设备发送的接入请求序列基于dq随机接入协议以及基站的传输天线数量划分，分别进入到对应的冲突解决队列和数据传输队列中；
3、在冲突解决队列中，通过dq随机接入协议中树分裂方法将一组冲突的接入请求序列划分成多个子组，每个子组依次排队等待接入数据传输队列；
4、在数据传输队列中，判断位于队首的接入请求序列与第二队列的接入请求序列的数量之和是否大于等于传输天线数量；若大于等于，则直接发送队首的接入请求序列；若小于则合并队首与第二队列的接入请求序列，且继续进行判断与合并步骤，直至合并后队首的接入请求序列与新入第二位的接入请求序列的数量之和大于等于传输天线数量，再发送合并后队首的接入请求序列。
5、上述的去中心化的分布式队列接入方法，所述dq随机接入协议中设有dq时域帧结构，所述dq时域帧结构包括了冲突时隙、数据时隙和反馈时隙；
6、所述冲突时隙由m个微时隙组成，用于设备竞争接入权限和冲突解决；
7、所述数据时隙由1个长时隙组成，用于成功接入的设备传输数据；
8、所述反馈时隙由1个短时隙组成，用于向设备传输反馈信息。
9、前述的去中心化的分布式队列接入方法，所述设备通过使用冲突解决队列长度以及该设备在冲突解决队列中的位置来表示该设备的接入请求序列在冲突解决队列中的信息；
10、所述设备通过使用数据传输队列长度以及该设备在数据传输队列中的位置来表示该设备的接入请求序列在数据传输队列中的信息。
11、前述的去中心化的分布式队列接入方法，对于冲突解决队列长度，如果冲突解决队列长度不等于0，则表示该队列不为空，每经过一帧队列长度减1；
12、对于该设备在冲突解决队列中的位置，如果位置不等于0，则表示该设备在冲突解决队列中等待发送接入请求序列，且每经过一帧pcrq减1；如果位置等于1，则表示该设备在冲突解决队列的队头，将在下一个子帧向数据传输队列发送接入请求序列；如位置等于0，表示该设备在前一帧发送了向数据传输队列发送接入请求序列。
13、前述的去中心化的分布式队列接入方法，对于数据传输队列长度，如果数据传输队列长度不等于0，则表示当前队列不为空，有数据在队列上进行传输或接收；
14、对于该设备在数据传输队列中的位置，如果位置不等于0，则表示不冲突的设备进入到数据传输队列中等待传输数据，每经过一帧队列长度减1；如果位置等于1，则表示设备在数据传输队列的队头，将在下一个子帧传输数据；如果位置等于0，表示设备在前一帧发送了接入请求序列。
15、前述的去中心化的分布式队列接入方法，在数据传输队列，从队首第1个到第i个队列位置设备的总数量中，通过以下公式判断数据能否进行传输：
16、
17、式中，k表示传输天线数量，ni表示队首第1个队列到第i个队列位置设备的总数量。
18、前述的去中心化的分布式队列接入方法，所述dq随机接入协议执行过程是在每一帧发送的开始阶段，等待接入的设备从m个微时隙中随机选择一个发送接入请求序列，位于接收端的基站检测到的每个微时隙会存在空闲状态、成功状态和冲突状态，并将每个微时隙的检测结果通过反馈数据包发送给本次请求接入的设备，发送了接入请求序列的设备根据反馈数据包的反馈信息执行dq随机接入协议，判断设备进入冲突解决队列或数据传输队列，并计算设备在相应队列中的位置。
19、前述的去中心化的分布式队列接入方法，所述微时隙的空闲状态、成功状态和冲突状态判断公式如下：
20、
21、式中，k代表传输天线数量，s、i、c分别表示成功、空闲、冲状态，n表示请求接入设备的数量。
22、前述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：在冲突解决队列中，若划分的子组中接入请求序列再次存在冲突，则按顺序将冲突的子组再置入冲突解决队列中。
23、与现有技术相比，本专利技术将mimo技术引入到冲突解决和数据传输阶段，使得dq随机接入协议的效率随着基站天线k成倍增长。本专利技术通过将数据传输队列融入随机接入过程中，通过判断位于队首的接入请求序列与第二队列的接入请求序列的数量之和是否大于等于传输天线数量；若大于等于，则直接发送队首的接入请求序列；若小于则合并队首与第二队列的接入请求序列，且继续进行判断与合并步骤，直至合并后队首的接入请求序列与新入第二位的接入请求序列的数量之和大于等于传输天线数量，再发送合并后队首的接入请求序列，由此本专利技术可以将几个较小的子组自动合并到一个队首的队列中，从而将空闲和碰撞的接入请求序列的比例区分在一定程度上，使得用户可以预先分配上行资源，建立了无连接的随机接入过程，从而减少信令交互，可以有效避免争用解决后期的资源浪费，进一步降低访问时延,提高传输效率，同时可以有效的提高接入效率，提高了信道的容量。
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1.一种去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：由基站接入多设备发送的接入请求序列，接入请求序列基于DQ随机接入协议以及基站的传输天线数量的划分，分别进入到对应的冲突解决队列和数据传输队列中；
2.根据权利要求1所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：所述DQ随机接入协议中设有DQ时域帧结构，所述DQ时域帧结构包括了冲突时隙、数据时隙和反馈时隙；
3.根据权利要求2所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：所述设备通过使用冲突解决队列长度以及该设备在冲突解决队列中的位置来表示该设备的接入请求序列在冲突解决队列中的信息；
4.根据权利要求3所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：对于冲突解决队列长度，如果冲突解决队列长度不等于0，则表示该队列不为空，每经过一帧队列长度减1；
5.根据权利要求3所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：对于数据传输队列长度，如果数据传输队列长度不等于0，则表示当前队列不为空，有数据在队列上进行传输或接收；
6.根据权利要求1所述的去中心化的分布式队列接入方法，其
7.根据权利要求3所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：所述DQ随机接入协议执行过程是在每一帧发送的开始阶段，等待接入的设备从m个微时隙中随机选择一个发送接入请求序列，位于接收端的基站检测到的每个微时隙会存在空闲状态、成功状态和冲突状态，并将每个微时隙的检测结果通过反馈数据包发送给本次请求接入的设备，发送了接入请求序列的设备根据反馈数据包的反馈信息执行DQ随机接入协议，判断设备进入冲突解决队列或数据传输队列，并计算设备在相应队列中的位置。
8.根据权利要求7所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：所述微时隙的空闲状态、成功状态和冲突状态判断公式如下：
9.根据权利要求1所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：在冲突解决队列中，若划分的子组中接入请求序列再次存在冲突，则按顺序将冲突的子组再置入冲突解决队列中。
...【技术特征摘要】
1.一种去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：由基站接入多设备发送的接入请求序列，接入请求序列基于dq随机接入协议以及基站的传输天线数量的划分，分别进入到对应的冲突解决队列和数据传输队列中；
2.根据权利要求1所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：所述dq随机接入协议中设有dq时域帧结构，所述dq时域帧结构包括了冲突时隙、数据时隙和反馈时隙；
3.根据权利要求2所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：所述设备通过使用冲突解决队列长度以及该设备在冲突解决队列中的位置来表示该设备的接入请求序列在冲突解决队列中的信息；
4.根据权利要求3所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：对于冲突解决队列长度，如果冲突解决队列长度不等于0，则表示该队列不为空，每经过一帧队列长度减1；
5.根据权利要求3所述的去中心化的分布式队列接入方法，其特征在于：对于数据传输队列长度，如果数据传输队列长度不等于0，则表示当前队列不为空，有数据在队列上进行传输或接收；
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【专利技术属性】
技术研发人员：丁智，张霄，梁禄钜，殷锐，应小宇，王达，方春燕，袁建涛，朱浩玮，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：
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