【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线接入网络，具体涉及一种工业互联网中结合鞅论的多信道csma/ca接入机制。
技术介绍
1、csma/ca接入机制是一种带有冲突检测功能的载波侦听多路访问机制，可以避免一个基站下各终端数据传输的相互冲突。相比4g等接入方式，csma/ca接入方式少了身份认证和流量计费等步骤，即任何终端都可以在不需要认证的情况下接入同一个基站。因其接入过程简单，支持终端数多，造价成本低，布网方便等优点，这种无线接入方式一直得到了广泛应用。
2、工业互联网是信息通信网与工业自动化生产深度融合的新型基础设施。随着工业互联网的发展，工业机器与基站间的无线通信变得愈发重要，而支持终端数多且成本低廉的csma/ca接入方式，正符合工厂车间内大规模机器与基站的信息传输环境，即符合工业互联网的基本需求。
3、随着5g时代通信技术的发展，终端对通信系统时延性能的要求越来越严格。对于工业互联网来说，如何在继续使用csma/ca这种适合于自身要求的接入系统的前提下降低机器的通信时延，特别是大幅度降低某些检测类或控制类机器的通信时延，如火灾报警装置或烟雾检测装置，是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术提供一种工业互联网中结合鞅论的多信道csma/ca接入机制，克服了csma/ca接入的随机性，使其可以进行时延估计，为探寻给终端提供更低的时延保障方案提供更可靠的参考；使得工业互联网在保留csma/ca所支持的大规模终端接入优势的同时，系统内不同功能的终
2、一种工业互联网中结合鞅论的多信道csma/ca接入机制，包括如下内容：
3、csma/ca接入系统的传输方式为多信道传输，时延要求相差很大的终端分为普通终端和低时延终端；系统中的普通时延要求的终端均采用rts/cts接入方式；
4、对于系统中的终端情况包括存在只有两种时延要求的终端以及存在两种以上时延要求的终端这两种情况；下面分别说明：
5、所述系统中只有两种时延要求的终端的多信道csma/ca接入机制，其具体实施方法如下：
6、对比普通终端和低时延终端在相同时间内的发包情况，判断低时延终端的发包数量是否小于普通终端发包数量的50％；
7、第一种情况是在相同时间内，低时延终端的发包数量小于普通终端发包数量的50％，在这种情况下，系统中除子信道外，还设有一条请求强占的rtr信道，该信道用于低时延终端向基站发送强占已被普通终端占用的子信道的请求以及低时延终端接收基站发来的强占成功的回复；除此之外，还设有一条停止传输的stop信道，该信道只用于基站向正在传输数据的普通终端发送停止当前传输的命令；rtr信道和stop信道的带宽要满足在几个时隙内能够将低时延终端的请求传到基站；且系统总带宽越大，这两条信道的带宽占比就越小，对子信道数据传输速度的影响就越小；
8、假设同时有m个低时延终端要发包，则低时延终端先通过rtr信道向基站发送rtr帧，基站会侦测到这是低时延终端发来的，而此时空闲子信道个数为k；若m＜k，则低时延终端在接到基站传输的ctr帧后，直接占用空闲子信道发包；若m＞k，即空闲子信道不能满足低时延终端的发包需求时，其中k个低时延终端分别先占用一个空闲子信道发包，剩余的(m-k)个低时延终端采用强占被普通终端占用的子信道的运行机制，具体内容如下：
9、a.低时延终端准备发送数据，使用rtr信道向基站发送rtr帧，请求强占子信道；
10、b.基站收到低时延终端从rtr信道发送的强占请求，通过stop信道等概率随机向一个普通终端发送stop帧，普通终端收到stop帧后立即停止当前传输过程，解除对子信道的占用，并重新进入退避过程，准备重传；同时基站通过rtr信道向低时延终端发送ctr帧，表示其强占子信道成功，可以发送数据；
11、c.低时延终端开始在强占的子信道上发送数据；
12、d.数据传输完毕后，基站向低时延终端发送ack帧，确认数据被完整接收；低时延终端收到基站发送的ack帧后，解除对子信道的占用，本次传输完成；
13、当有多个低时延终端同时要发包时，同样需要竞争rtr信道；采用如下竞争方式：
14、当低时延终端在规定时间内未能收到基站发送的ctr帧，则认为在rtr信道上发生了碰撞，低时延终端未能成功向基站传输强占子信道的请求；低时延终端此时以概率p向基站重发rtr帧，否则以概率1-p等待一轮收发时间后再向基站发送rtr帧，直到收到基站发送的ctr帧；
15、上述方式对普通终端的数据传输的影响忽略不计，时延要求严格的终端的低时延保障也能够被满足；
16、第二种是在相同时间内，低时延终端的发包数量大于普通终端发包数量的50％；结合工业互联网内低时延终端数量少于普通终端的特点，在这种情况下，假设系统中存在u个低时延终端和v个普通终端，根据子信道数将这些终端分为n组，每组里包含个低时延终端和个普通终端；若无法平均分组，则优先将低时延终端平均分至各组，再将普通终端以各个组内低时延终端的整数倍的数量分配至各个组内，最后将剩余的普通终端随机放置在任何一个组内；各组终端只跟自己组的终端竞争子信道，各组之间互不干扰，组内各终端按传统方式共同竞争所在组指定的子信道，低时延终端和普通终端一样需要退避以及预约信道，但根据低时延终端的时延要求适当减小其退避窗口，使其更容易竞争到信道；
17、上述的分组传输不仅对普通终端时延保障的影响忽略不计，对时延要求严格的终端也能获得低时延保障；
18、所述系统中存在两种以上时延要求的终端的多信道csma/ca接入机制，具体实施方法如下：
19、该方法只包含终端具有不同的低时延要求和终端具有不同的普通时延要求两种情况，其中多种时延要求之间相差不大，且低时延要求和普通时延要求相差很大，但至少存在一种低时延要求的终端和一种普通时延要求的终端；
20、若终端具有不同的低时延要求，方案如下：
21、对比普通终端和低时延终端在相同时间内的发包情况，判断低时延终端的发包数量是否小于普通终端发包数量的50％；
22、第一种情况是在相同时间内，低时延终端的发包数量小于普通终端发包数量的50％；根据时延要求为终端划分优先级，时延要求越严格优先级越高；在这种情况下，系统中除子信道外，设有若干条请求强占的rtr信道，这些信道用于低时延终端向基站发送强占已被普通终端占用的子信道的请求以及低时延终端接收基站发来的强占成功的回复，其数量等于系统中低时延要求的种类数，即不同时延要求的低时延终端都有其专用的rtr信道；除此之外，还设有一条停止传输的stop信道，该信道只用于基站向正在传输数据的普通终端发送停止当前传输的命令，所有stop帧均通过该信道传递；同样地，rtr信道和stop信道的带宽要满足在几个时隙内能够将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种工业互联网中结合鞅论的多信道CSMA/CA接入机制，其特征在于，包括如下内容：
2.根据权利要求1所述的一种工业互联网中结合鞅论的多信道CSMA/CA接入机制，其特征在于，通过构造服务鞅能够在保障全部终端的时延需求的前提下，根据系统已知的到达过程的数学模型及到达数据包的包长，结合鞅论的时延违反概率，能够确定CSMA/CA接入系统中每种时延要求的终端最多能部署多少。
3.根据权利要求1所述的一种工业互联网中结合鞅论的多信道CSMA/CA接入机制，其特征在于，通过构造服务鞅能够在保障全部终端的时延需求的前提下，根据系统已知的到达过程的数学模型及到达数据包的包长，结合各种时延要求的终端数，能够确定CSMA/CA接入系统中为达到各终端的时延要求所需的最小子信道带宽。
4.根据权利要求1所述的一种工业互联网中结合鞅论的多信道CSMA/CA接入机制，其特征在于，所述低时延终端中建立的RTR信道发送的RTR帧，其结构和长度类似于RTS帧，包括帧控制、持续时间、接收端地址、发送端地址、校验五个部分；基站收到RTR帧就获知了低时延终端强占子信道的请求。<...
【技术特征摘要】
1.一种工业互联网中结合鞅论的多信道csma/ca接入机制，其特征在于，包括如下内容：
2.根据权利要求1所述的一种工业互联网中结合鞅论的多信道csma/ca接入机制，其特征在于，通过构造服务鞅能够在保障全部终端的时延需求的前提下，根据系统已知的到达过程的数学模型及到达数据包的包长，结合鞅论的时延违反概率，能够确定csma/ca接入系统中每种时延要求的终端最多能部署多少。
3.根据权利要求1所述的一种工业互联网中结合鞅论的多信道csma/ca接入机制，其特征在于，通过构造服务鞅能够在保障全部终端的时延需求的前提下，根据系统已知的到达过程的数学模型及到达数据包的包长，结合各种时延要求的终端数，能够确定csma/ca接入系统中为达到各终端的时延要求所需的最小子信道带宽。
4.根据权利要求1所述的一种工业互联网中结合鞅论的多信道csma/ca接入机制，其特征在于，所述低时延终端中建立的rtr信道发送的rtr帧，其结构和长度类似于rts帧，包括帧控制、持续时间...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。