自适应分布式队列的随机接入方法、系统、设备及终端

1.本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种自适应分布式队列(distributed queueing，dq)的随机接入方法、系统、设备及终端，可用于无线通信中的冲突解决。


背景技术：

2.目前，物联网概念一经提出便成为热门研究领域，其广泛的应用早已涉及人类生活的方方面面，被视为继计算机、互联网之后信息产业发展的第三次浪潮。作为物联网的关键技术之一，机器与机器(machine-to-machine，m2m)通信能够使机器类设备之间在没有人为干预的情况下进行自主通信，是实现物联网“万物互联”愿景的重要途径。根据3gpp等研究机构预测，在未来十年全球m2m业务量将是人与人(human-to-human，h2h)业务的数十倍乃至上百倍以上，设备连接数将达到百亿级别。与此同时，我国又是目前全球最大的m2m市场地区之一，要继续提升m2m通信网络的建设能力和设备制造能力，推动m2m行业的发展。因此，m2m具有广阔的应用发展前景，将成为极具潜力的信息产业，研究m2m应用及其大规模通信具有重要意义。
3.由于机器类型通信(machine type communication，mtc)设备数量巨大，当大规模mtc设备同时发起随机接入请求将会导致基站负荷过大，存在严重的阻塞问题，造成mtc设备接入时延的增长以及能耗的增加，若阻塞时间过长还有可能造成设备无法接入网络的情况。因此，为了应对大规模m2m设备同时发起接入的场景，需要提高物理随机接入信道(physical random access channel，prach)处理和解决冲突的能力，以应对基站负载过高情况下的阻塞问题。目前已有许多工作是关于高效冲突解决问题展开的，3gpp为应对这一挑战也提出了一些避免阻塞的方案，如设备分类管理、随机退避机制和接入类限制(access class barring，acb)，通过设置相关参数减少同时发起接入请求的设备数来缓解拥塞问题，但是此类机制也存在着显著的缺点，固定的参数配置无法解决复杂的负载状况下的冲突问题。还有研究提出了一种基于分布式队列的随机接入机制，是接入失败的设备进入冲突解决队列等待再次发起接入尝试，但由于冲突解决后期存在过度划分问题会造成冲突解决时延过长。
4.现有的大部分工作仅能解决特定设备类型场景下的冲突解决问题，如低时延、低能耗。基站并不能根据设备类型自适应调整工作模式满足不同类型设备需求，因此，需要设计自适应的冲突解决方法。除此之外现有工作并未考虑上行授权限制对相关性能的影响。
5.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
6.(1)现有避免阻塞的方案中，固定的参数配置无法解决复杂的负载状况下的冲突问题，且由于冲突解决后期存在过度划分问题会造成冲突解决时延过长。
7.(2)现有技术仅能解决特定设备类型场景下的冲突解决问题，但是基站并不能根据设备类型自适应调整工作模式满足不同类型设备需求。
8.(3)现有技术并未考虑上行授权限制对相关性能的影响。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种自适应分布式队列的随机接入方法、系统、设备及终端。
10.本发明是这样实现的，一种自适应分布式队列的随机接入方法，所述自适应分布式队列的随机接入方法针对大规模设备随机接入过程中出现的阻塞问题，提出了自适应分布式队列随机接入方法。所提方法当设备发生冲突时，按照冲突设备前导序列的序号构成冲突解决队列，当组内设备数大于最优组内设备数时，按照冲突解决队列顺序依次发起随机接入，当组内设备数小于最优组内设备数时，将当前子组与后续子组中的设备进行合并使组内设备数达到最优。该方案通过控制组内设备数达到降低时延或能耗的目的；包括：
11.若设备发生冲突时，执行自适应分布式队列冲突解决方法，否则设备成功接入网络；其中，所述自适应分布式队列冲突解决方法为：当组内设备数小于最优值时，根据设备类型需求自适应调整冲突解决队列中组内设备数，使得相关性能达到最优，包括时延敏感型设备获得最低时延或低功耗型设备消耗最低能耗；分析上行授权限制对相关性能的影响，使资源利用效率达到最优。
12.进一步，所述自适应分布式队列的随机接入方法包括以下步骤：
13.步骤一，基站通过广播信号周期性的发送随机接入配置信息；所述随机接入配置信息包括可用前导数量、物理随机接入信道和最优组内设备数；所述最优组内设备数为当组内设备数为所述最优组内设备数时使得相关性能达到最优。为随机接入的执行提供所需参数。
14.步骤二，设备发送接入请求信息；所述接入请求信息为：设备根据广播信息从可用前导中随机选择一个作为前导序列；在本次随机接入机会中，通过物理随机接入信道传输，所述前导序列作为接入请求信息。设备告知基站发起随机接入。
15.步骤三，基站回复随机接入响应；基站接收到接入请求信息后对所述接入请求信息进行解码，并物理下行共享信道为每一个接入请求反馈随机接入响应。基站对设备的随机接入请求作出回应，为其分配接入资源。
16.步骤四，设备发送连接请求信息；所述连接请求信息为：设备接收到随机接入响应信息后，在基站为所述设备分配的上行资源块中进行传输。设备在基站分配的资源上发送连接请求。
17.步骤五，判断设备是否发生冲突；如果多个设备选择相同的前导序列作为发送请求信息，则设备之间存在相互冲突，将进入冲突解决阶段，按照设备类型执行自适应dq冲突解决方法；如果不存在冲突，则基站向设备发送冲突解决消息，设备成功接入。对冲突设备按照所提自适应dq冲突解决方法，进行冲突解决。
18.进一步，所述步骤五中的执行自适应dq冲突解决方法包括：
19.将选择相同前导序列导致接入失败的设备分为一组，由前导序列的序号构成冲突解决队列，当组内设备数大于最优组内设备数时，按照冲突解决队列的顺序依次在下一个随机接入机会中重新发起随机接入；当组内设备数小于最优组内设备数时，将子组中的设备与后续子组中的设备进行合并，使组内设备数达到最优值。
20.进一步，所述设备平均冲突解决时延表示为：
[0021][0022]
其中，m表示同时发起接入的设备数，ng为最优组内设备数，d
total
为不超出最大尝试次数的前导传输次数，du表示树分裂的du层后才有设备成功接入，表示在树分裂的第d层每一组成功冲突解决的设备数，l(d,ng)表示在树分裂的第d层共有的组数；l(d,ng)表示在d层完成冲突解决所需要等待的平均随机接入机会数，表示一个随机接入机会的窗口大小。
[0023]
所述时延敏感型设备需要满足低时延需求，对组内用户数ng进行优化，则最优时延组内设备数表示为：
[0024][0025]
其中，组内设备数ng为正整数，上限范围设置为n
g_max
，将参数设置为n
g_max
＝n
p
，n
p
表示可用前导数。
[0026]
进一步，所述树分裂的第d层每一组成功冲突解决的设备数还受到最大上行授权数的影响，表示为：
[0027][0028]
其中，g为获得的最大上行授权数，ps(d,ng)表示在树分裂d层的冲突解决概率，表示在第d层每一组同时发起冲突解决的设备数。
[0029]
进一步，所述设备平均冲突解决能耗包括前导传输能量、设备接收rar的能量和维持时钟同步的能量，平均冲突解决能耗表示为：
[0030]
e(m,ng)＝e
pa
(m,ng)+e
rar
(m,ng)+e
idle
(m,ng)；
[0031]
其中，三部分能量分别表示为：
[0032]epa
(m,ng)＝r(m,ng)*p
pa
*d
pa
；
[0033]erar
(m,ng)＝r(m,ng)*p
rar
*d
rar
；
[0034]eidle
(m,ng)＝t(m,ng)*p
idle
；
[0035]
其中，t(m,ng)表示平均冲突解决时延；p
pa
、p
rar
和p
idle
分别表示发送前导的功率、接收rar信息的功率和维持设备运行所需的功率；d
pa
和d
rar
分别表示发送前导持续时间和接收rar窗口的大小；r(m,ng)表示m个设备接入的平均前导传输次数，r(m,ng)的公式为：
[0036][0037]
其中，表示在树分裂第d层未成功接入的设备数。
[0038]
所述低功耗型设备需要满足低能耗需求，对组内用户数ng进行优化，最优能耗组
内设备数表示为：
[0039][0040]
其中，组内设备数ng为正整数，变化范围上限为n
g_max
，将参数设置为n
g_max
＝n
p
。
[0041]
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的自适应分布式队列的随机接入方法的自适应分布式队列的随机接入系统，所述自适应分布式队列的随机接入系统包括：
[0042]
配置信息发送模块，用于基站通过广播信号周期性的发送随机接入配置信息；随机接入配置信息包括可用前导数量、物理随机接入信道和最优组内设备数；最优组内设备数为当组内设备数为最优组内设备数时使相关性能达到最优；
[0043]
接入请求信息发送模块，用于设备发送接入请求信息；接入请求信息为设备根据广播信息从可用前导中随机选择一个作为前导序列；在本次随机接入机会中，通过物理随机接入信道传输，前导序列作为接入请求信息；
[0044]
接入请求信息解码模块，用于基站回复随机接入响应；基站接收到接入请求信息后对接入请求信息进行解码，并物理下行共享信道为每一个接入请求反馈随机接入响应；
[0045]
连接请求信息发送模块，用于设备发送连接请求信息，连接请求信息为设备接收到随机接入响应信息后在基站为设备分配的上行资源块中进行传输；
[0046]
设备冲突发生判断模块，用于判断设备是否发生冲突，如果多个设备选择相同的前导序列作为发送请求信息，则设备之间存在相互冲突，将进入冲突解决阶段，按照设备类型执行自适应dq冲突解决方法；如果不存在冲突，则基站向设备发送冲突解决消息，设备成功接入。
[0047]
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的自适应分布式队列的随机接入方法。
[0048]
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述的自适应分布式队列的随机接入方法。
[0049]
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的自适应分布式队列的随机接入系统。
[0050]
结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0051]
第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0052]
本发明提供了一种基于自适应分布式队列的随机接入方法，若设备发生冲突时，执行自适应分布式队列冲突解决方法，否则设备成功接入网络。自适应分布式队列冲突解决方法的主要特征为：当组内设备数小于最优值时，根据设备类型需求自适应调整冲突解决队列中组内设备数，使得相关性能达到最优，如时延敏感型设备获得最低时延或低功耗型设备消耗最低能耗。除此之外，还分析了上行授权限制对相关性能的影响，使资源利用效率达到最优。仿真表明，与acb机制和传统c-dq机制相比使用本发明具有明显的性能改善。
[0053]
本发明提供的执行自适应dq冲突解决方法缩短了冲突解决队列的长度，使时延敏感型设备的平均冲突解决时延和低功耗型设备的平均冲突解决能耗降低；时延敏感型设备需要满足低时延需求，对组内用户数ng进行优化可以保证其冲突解决时延最短；低功耗型设备需要满足低能耗需求，对组内用户数ng进行优化保证其冲突解决能耗最低。
[0054]
本发明按照不同的设备类型，计算最优的组内设备数，基站按照最优组内设备数执行自适应dq冲突解决过程，以满足设备需求。本发明提供的基于自适应分布式队列的随机接入方法，可用于无线通信中的冲突解决。
[0055]
第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0056]
本发明能够根据设备类型需求自适应调整冲突解决队列中组内设备数，使得平均冲突解决时延和平均冲突解决能耗的性能得以改善。对于时延敏感型设备和低功耗设备而言，本发明均可取得最优的性能。除此之外，本发明还分析了上行授权限制对相关性能的影响，使资源利用效率达到最优。
[0057]
第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
[0058]
(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
[0059]
本发明能在保证通信高可靠性的条件下，可以针对不同设备类型，有效地降低了设备通信中的往返时延或通信系统能耗，保障用户在使用设备过程中的良好体验，促进企业节能降耗更合理有效的利用能源，实现节能效益最大化，有助于实现能源的可持续发展。
[0060]
(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：
[0061]
高效、高可靠的随机接入技术是实现基站与设备建立通信链路的重要前提是保证系统数据有效传输的关键所在，近年来受到了业界的广泛关注。然而现有的研究成果无法满足物联网中大规模mtc设备的低时延、高能效接入需求。因此，本发明提出了一种基于自适应dq的随机接入方法，来保障海量mtc设备的低时延、低能耗和高可靠接入需求。
附图说明
[0062]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0063]
图1是本发明实施例提供的基站与设备之间信息交互示意图；
[0064]
图2是本发明实施例提供的自适应分布式队列的随机接入方法流程图；
[0065]
图3是本发明实施例提供的自适应dq冲突解决机制示意图；
[0066]
图4是本发明实施例提供的自适应dq冲突解决队列示意图；
[0067]
图5是本发明实施例提供的上行授权限制对相关性能的影响示意图；
[0068]
图6是本发明实施例提供的与其他方法之间平均冲突解决时延的比较图；
[0069]
图7是本发明实施例提供的与其他方法之间平均冲突解决能耗的比较图。
具体实施方式
[0070]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明
进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0071]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种自适应分布式队列的随机接入方法、系统、设备及终端，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0072]
一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
[0073]
本发明实施例提供了一种基于自适应分布式队列的随机接入方法，主要包括：在大规模机器类通信(massive machine type communication，mmtc)的场景下，传统分布式队列方法存在过度划分的问题，并且无法根据设备类型调整工作模式以满足不同类型设备特定的需求。本发明通过基于自适应分布式队列的随接入(adaptive-based distributed queuing random access，adqra)方法，来满足不同设备类型的需求，如低时延、低能耗。同时，本发明实施例还通过优化上行授权限制数，使所提方法效率达到最优。
[0074]
如图1所示，为本发明实施例提供的基站与设备信息交互示意图，本发明实施例为一个基站覆盖着大规模mtc设备，这些设备会在同一个随机接入机会(random access opportunity，rao)中同时发送接入请求，与传统随机接入过程不同的是，本发明实施例会根据冲突情况对冲突设备执行adqra过程。
[0075]
如图2所示，本发明实施例提供的自适应分布式队列的随机接入方法包括以下步骤：
[0076]
s101，基站通过广播信号周期性的发送随机接入配置信息后，设备发送接入请求信息，基站回复随机接入响应；
[0077]
s102，基站接收到接入请求信息后对所述接入请求信息进行解码，并物理下行共享信道为每一个接入请求反馈随机接入响应；
[0078]
s103，设备发送连接请求信息，判断设备是否发生冲突。
[0079]
本发明实施例提供的步骤s101中的随机接入配置信息包括可用前导数量、物理随机接入信道和最优组内设备数；最优组内设备数为当组内设备数为最优组内设备数时使得相关性能达到最优。
[0080]
本发明实施例提供的步骤s101中的接入请求信息为：设备根据广播信息从可用前导中随机选择一个作为前导序列；在本次随机接入机会中，通过物理随机接入信道传输，所述前导序列作为接入请求信息。
[0081]
本发明实施例提供的步骤s103中的连接请求信息为：设备接收到随机接入响应信息后，在基站为所述设备分配的上行资源块中进行传输。
[0082]
本发明实施例提供的步骤s103中的判断设备是否发生冲突包括：如果多个设备选择相同的前导序列作为发送请求信息，则设备之间存在相互冲突，将进入冲突解决阶段，按照设备类型执行自适应dq冲突解决方法；如果不存在冲突，则基站向设备发送冲突解决消息，设备成功接入。
[0083]
对于在随机接入过程中发生冲突的设备，将选择相同前导序列导致接入失败的设备分为一组，由前导序列的序号构成冲突解决队列，当组内设备数大于最优组内设备数时，按照冲突解决队列的顺序依次在下一个随机接入机会中重新发起随机接入，当组内设备数小于最优组内设备数时，将该子组中的设备与后续子组中的设备进行合并，使组内设备数
达到最优值，缩短了冲突解决队列的长度，使时延敏感型设备的平均冲突解决时延和低功耗型设备的平均冲突解决能耗降低。
[0084]
假设每个rao中存在4个可用前导，图3和图4详细的解释了自适应dq冲突解决过程和冲突解决队列示意图。d1～d10分别代表一个设备，设置冲突解决过程中最优的组内设备数为4。在rao1中每个设备随机选择一个前导序列发起接入请求，假设d1、d2和d3同时选择了前导1，d5选择前导2，d6、d9和d7选择了前导3，d4、d8和d10选择了相同的前导4。这10个设备在ra o1上同时发起随机接入请求，基站在三个前导上检测到有冲突发生，之后将检测结果反馈给相应设备。发生冲突的设备按照其选择的前导顺序依次排在冲突解决队列的末尾，因此，在图4中d1、d2和d3会进入队列的第一个位置，d6、d9和d7进入第二个位置，d4、d8和d10进入第三个位置。由于只有d5选择了前导2发起随机接入，并未与其他设备发生冲突，该设备完成冲突解决进行后续的数据传输。
[0085]
对于冲突解决队列中的设备同样采用自适应dq机制进行冲突解决，排在队列队首的设备将在rao2中重新发起随机接入，但由于组内的设备数为3小于最优设备数4，此时处于队首的设备数会进行自适应调整。从处于位置2的设备中随机选择一个设备与队首进行合并，所以在rao#2中d1、d2、d3和d7出队，然后随机发起随机接入请求，假设d2和d7选择了同一个前导3发生冲突，进入队尾，即队列的第三个位置。d1和d3未发生冲突，在该时隙中竞争解决成功。
[0086]
在rao3中，由于d7已经和前一组中的设备在上一个rao中合并，现在排在队首的设备只有d6和d9，同样不满足最优设备数的规定。随机选择队列第2个位置中的d8和d10与之合并，同时发起随机接入的设备为d6、d8、d9和d10。在本次rao中并没有发生冲突，4个设备全部完成冲突解决。此时，排在队首的设备仅仅只有d4，此时整个队列中也只有两组设备，并且这两组设备数之和也小于最优值。将这两组设备进行合并总数为3，d2、d4和d7在rao中发起随机接入请求。假设d2完成冲突解决而d4和d7再一次发生冲突，因为冲突解决队列当前为空，将这两个设备排在队首，在rao5中再次发起请求，并且完成冲突解决。至此，所有设备全部成功接入，冲突解决队列为空，本次冲突解决完成。
[0087]
设备平均冲突解决时延可以表示为：
[0088][0089]
其中，m表示同时发起接入的设备数，ng为最优组内设备数，d
total
为不超出最大尝试次数的前导传输次数，du表示树分裂的du之后才有设备可以成功接入，表示在树分裂的第d层每一组可以成功冲突解决的设备数，l(d,ng)表示在树分裂的第d层共有的组数。l(d,ng)表示在d层完成冲突解决所需要等待的平均随机接入机会数，表示一个随机接入机会的窗口大小。
[0090]
设备平均冲突解决能耗包括前导传输能量、设备接收rar的能量和维持时钟同步的能量，平均冲突解决能耗可以表示为：
[0091]
e(m,ng)＝e
pa
(m,ng)+e
rar
(m,ng)+e
idle
(m,ng)
[0092]
其中，三部分能量分别可以表示为：
[0093]epa
(m,ng)＝r(m,ng)*p
pa
*d
pa
[0094]erar
(m,ng)＝r(m,ng)*p
rar
*d
rar
[0095]eidle
(m,ng)＝t(m,ng)*p
idle
[0096]
其中，t(m,ng)表示平均冲突解决时延，p
pa
、p
rar
和p
idle
分别表示发送前导的功率，接收rar信息的功率和维持设备运行所需的功率，d
pa
和d
rar
分别表示发送前导持续时间和接收rar窗口的大小，r(m,ng)表示m个设备接入的平均前导传输次数，并且其公式为：
[0097][0098]
其中，表示在树分裂第d层未成功接入的设备数。
[0099]
时延敏感型设备需要满足低时延需求，对组内用户数ng进行优化可以保证其冲突解决时延最短，最优时延组内设备数可以表示为：
[0100][0101]
其中，组内设备数ng为正整数，上限范围设置为n
g_max
，将参数设置为n
g_max
＝n
p
。
[0102]
低功耗型设备需要满足低能耗需求，对组内用户数ng进行优化保证其冲突解决能耗最低，最优能耗组内设备数可以表示为：
[0103][0104]
其中，组内设备数ng为正整数，变化范围上限为n
g_max
，将参数设置为n
g_max
＝n
p
，n
p
表示可用前导数。
[0105]
树分裂的第d层每一组可以成功冲突解决的设备数还受到最大上行授权数的影响，可以表示为：
[0106][0107]
其中，g为可以获得的最大上行授权数，ps(d,ng)表示在树分裂d层的冲突解决概率，表示在第d层每一组同时发起冲突解决的设备数。
[0108]
本发明实施例提供的自适应分布式队列的随机接入系统包括：
[0109]
配置信息发送模块，用于基站通过广播信号周期性的发送随机接入配置信息；随机接入配置信息包括可用前导数量、物理随机接入信道和最优组内设备数；最优组内设备数为当组内设备数为最优组内设备数时使相关性能达到最优；
[0110]
接入请求信息发送模块，用于设备发送接入请求信息；接入请求信息为设备根据广播信息从可用前导中随机选择一个作为前导序列；在本次随机接入机会中，通过物理随机接入信道传输，前导序列作为接入请求信息；
[0111]
接入请求信息解码模块，用于基站回复随机接入响应；基站接收到接入请求信息后对接入请求信息进行解码，并物理下行共享信道为每一个接入请求反馈随机接入响应；
[0112]
连接请求信息发送模块，用于设备发送连接请求信息，连接请求信息为设备接收到随机接入响应信息后在基站为设备分配的上行资源块中进行传输；
[0113]
设备冲突发生判断模块，用于判断设备是否发生冲突，如果多个设备选择相同的前导序列作为发送请求信息，则设备之间存在相互冲突，将进入冲突解决阶段，按照设备类型执行自适应dq冲突解决方法；如果不存在冲突，则基站向设备发送冲突解决消息，设备成功接入。
[0114]
二、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。
[0115]
1.仿真条件：
[0116]
实验在cpu为core(tm)i7-9750h 2.60ghz、内存为16.00gb的windows10系统上使用matlabr2016b进行仿真。
[0117]
实验参数选取：下列所有实验中，可用前导数为n
p
＝56，最大重传次数为20次，最优时延组内设备数为56，最优能耗组内设备数为31，基站分配rao间隔时间为10ms。
[0118]
2.实验内容：
[0119]
仿真实验1：探究上行授权数对本发明相关性能的影响。实验结果如图5所示。
[0120]
仿真实验2：对于时延敏感型设备，将本发明与其他方法进行性能对比，实验结果如图6所示。
[0121]
仿真实验3：对于低功耗型设备，将本发明与其他方法进行性能对比，实验结果如图7所示。
[0122]
其中acb机制选自参考文献3gpp ts 36.321 v9.3.0.medium access control(mac)protocol specification[s],2010.
[0123]
c-dq机制选自参考文献a.laya,c.kalalas,f.vazquez-gallego,l.alonso andj.alonso-zarate.goodbye,aloha！[j].ieeeaccess,2016,4:2029-2040.
[0124]
3.仿真实验结果分析：
[0125]
图5表示在本发明中最大上行授权限制对平均冲突解决时延和平均冲突解决能耗的影响，设置最大上行授权数分别为n
p
/8，n
p
/4，n
p
/2和n
p
。从图中可以看出随着最大上行授权数的增加，平均冲突解决时延和能耗获得更加优异的性能。直到最大上行授权数为n
p
/2时，与最大上行授权数为n
p
(没有上行授权限制)相比平均竞争解决时延与能耗的性能基本一致。出于不失一般性的考虑，为了使接入效率最大化，在之后的仿真中将最大上行授权数设置为g＝n
p
/2。
[0126]
图6表示时延敏感型设备使用本发明实施方式与其他方法的平均冲突解决时延对比。在接入设备数为1500时，与传统dq机制相比平均冲突解决时延降低了59％，在相同的条件下比acb机制降低了64％。
[0127]
图7表示低功耗型设备使用本发明实施方式与其他方法的平均冲突解决能耗对比。
[0128]
从图中可以看出，在1500接入设备的情况下，自适应dq冲突解决机制相比于acb机制平均冲突解决能耗降低了71％。相同条件下，比传统dq冲突解决机制平均冲突解决能耗降低了28％，自适应dq冲突解决机制的平均冲突解决能耗优于传统dq冲突解决机制。
[0129]
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
[0130]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。