1.一种网络能效优化的限制接入窗口时隙适配方法,其基于IEEE 802.11ah网络上行链路;其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、接入点根据限制接入窗口时隙分配规则将多个工作站平均分配到各个限制接入窗口时隙中;
S2、根据二维马尔科夫链模型,确定每个限制接入窗口时隙中各个工作站在其退避时隙中的成功传输概率和碰撞概率;
S3、根据成功传输概率和碰撞概率计算限制接入窗口中的吞吐量、休眠能耗和传输能耗;
S4、根据两种能耗之和与吞吐量比值构建能效目标函数;
S5、在工作站数量动态变化情况下,通过模拟退火算法选择限制接入窗口能效最优时的限制接入窗口时隙持续时间。
2.根据权利要求1所述的一种网络能效优化的限制接入窗口时隙适配方法,其特征在于,步骤S2中成功传输概率的计算公式包括:其中, 表示在第i个限制接入窗口时隙中,有数据发送时,退避时隙中有且仅有一个数据传送成功的概率;ni表示第i个限制接入窗口时隙中分配的工作站数量,τi表示第i个限制接入窗口时隙内ni个工作站随机选择退避时隙发送的概率; 表示在第i个限制接入窗口时隙中ni个工作站以概率τi发送数据时退避时隙中至少有一个工作站进行传输的概率。
3.根据权利要求1所述的一种网络能效优化的限制接入窗口时隙适配方法,其特征在于,步骤S2中碰撞概率的计算公式包括:其中, 表示在第i个限制接入窗口时隙的退避时隙中,两个或两个以上的工作站同时传输发生碰撞的概率;ni表示第i个限制接入窗口时隙中分配的工作站数量,τi表示第i个限制接入窗口时隙内ni个工作站随机选择退避时隙发送的概率。
4.根据权利要求1所述的一种网络能效优化的限制接入窗口时隙适配方法,其特征在于,步骤S3中限制接入窗口中的吞吐量的计算公式包括:其中,Si为第i个限制接入窗口时隙中的归一化吞吐量,即为第i个限制接入窗口时隙内成功传输数据帧有效载荷的百分比;E[P]表示数据帧平均大小,Tslot表示RAW时隙持续时间, 表示在第i个限制接入窗口时隙中工作站进行传输的概率, 表示在第i个限制接入窗口时隙中数据发送成功的概率, 表示第i个限制接入窗口时隙中有效成功传输数据包个数的最大值。
5.根据权利要求1所述的一种网络能效优化的限制接入窗口时隙适配方法,其特征在于,步骤S3中限制接入窗口中的休眠能耗的计算公式包括:其中, 表示第i个限制接入窗口时隙中进行信道接入的ni个工作站的休眠能耗;ni表示第i个限制接入窗口时隙中分配的工作站数量,NRAW表示限制接入窗口时隙数,Tslot表示限制接入窗口时隙持续时间;σ表示退避时隙的持续时间,Esl表示工作站在退避时隙中休眠所需的能耗。
6.根据权利要求1所述的一种网络能效优化的限制接入窗口时隙适配方法,其特征在于,步骤S3中限制接入窗口中的传输能耗的计算公式包括:其中, 表示第i个限制接入窗口时隙中进行信道接入的ni个工作站的传输能耗;
表示时隙i中有效成功传输数据包个数的最大值; 表示在第i个限制接入窗口时隙中工作站进行传输的概率, 表示在第i个限制接入窗口时隙中数据发送成功的概率,Ts、Tc分别表示成功传输和碰撞所需的平均时间,Eid、Esu、Eco依次表示退避时隙中空闲、碰撞和传输的平均能耗;σ表示退避时隙的持续时间。
7.根据权利要求1所述的一种网络能效优化的限制接入窗口时隙适配方法,其特征在于,步骤S4中能效目标函数的计算公式包括:其中,NRAW表示限制接入窗口时隙数,Si表示第i个限制接入窗口时隙中的吞吐量,表示在第i个限制接入窗口时隙中ni个工作站的休眠能耗, 表示第i个限制接入窗口时隙中ni个工作站的传输能耗。