一种基于时延受限的低频段低功耗无线局域网的分簇方法

摘要

本发明公开了一种基于时延受限的低频段低功耗无线局域网的分簇方法，其实现步骤包括：（1）确定宏小区半径，用户的总数量，每个用户的业务到达率以及分组时延要求；（2）计算所述宏小区不分簇时的用户分组时延，并与分组时延要求比较；（3）计算将所述宏小区以无线接入点为中心向外展开分成L层簇时的用户分组时延；（4）直至找到符合时延要求的簇的数量下对应的L值大小，从而确定簇的半径以及每个簇头的坐标。本发明基于时延要求逐步增加簇的数量，同时减小簇的面积，直至找到符合时延要求的簇的数量，此方法既保证了每个小区边缘信噪比相同，也保证了获得相同链路速率用户所占的百分比相同，由此构建的分簇模型也简单清晰，工整对称。

主权项

一种基于时延受限的低频段无线局域网的分簇方法，具有宏小区，在所述宏小区中具有无线局域网与至少一个用户，所述无线局域网设有无线接入点，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)确定所述宏小区半径，所述用户的总数量，每个用户的业务到达率以及分组时延要求，其中，所述宏小区的半径为D，所述用户总数为N，每个用户的业务到达率为λ以及分组时延要求为ε；(2)计算所述宏小区不分簇时的用户分组时延ε₀，并与分组时延要求ε比较：(2a)若ε₀＜ε，那么无需分簇；(2b)若ε₀＞ε，那么定义L＝1，转至步骤(3)，其中，L为簇的层数；(3)计算将所述宏小区以无线接入点为中心向外展开分成L层簇时的用户分组时延ε_L：(3a)若ε_L＞ε，那么L＝L+1，转至步骤(3)；(3b)若ε_L＜ε，转至步骤(4)；(4)计算每个簇的半径d和每个簇头的坐标(x_j，k，m，y_j，k，m)，其中：计算所述时延ε₀可根据下式计算：其中，W₀为最小冲突窗口长度；m为冲突窗口的退避级数；σ为一个时隙的长度；RTS、CTS、ACK分别为802.11DCF机制下发送请求帧、清除请求帧、确认帧的时间长度；SIFS、DIFS分别为短帧帧间间隔和分布式帧间间隔；PHY_header、MAC_header分别表示物理层和MAC层头部长度；p为信道冲突的概率；q为至少有一个基站要发送数据包的概率，即信道非空闲的概率；P_idle为信道空闲的概率；τ为基站用一个随机抽取的时隙来传输数据的概率；E_s为成功传输一个数据包所需时间的期望值；PAYLOAD为每个用户的业务负荷，所述用户分组时延ε_L＝ε_L，1+ε_L，2，其中ε_L，1为簇内用户到簇头的时延，ε_L，2为簇头到无线接入点的时延，根据下式计算：其中，n为一个簇内的用户数；N_L为分L层簇时簇头的总数量；步骤(4)的每个簇的半径d和每个簇头的坐标(x_j，k，m，y_j，k，m)根据如下公式计算：