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专利号: 2019106079607
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种信息广播的帧长优化方法,其特征在于,包括:确定中心节点与其他节点之间的信息广播成功概率;

使用所述信息广播成功概率,建立与帧长有关的广播信息年龄平均值函数;广播信息年龄平均值,指当前时刻和多个之前广播成功的信息的生成时间之差的平均值;

进行所述广播信息年龄平均值函数计算,获取所述广播信息年龄平均值最小时的特定帧长,适用所述特定帧长。

2.根据权利要求1所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述中心节点与其他节点之间的信息广播成功概率,包括:确定中心节点的信息发送概率、信息冲突概率;

由所述信息发送概率、所述信息冲突概率确定所述信息广播成功概率。

3.根据权利要求2所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述中心节点与其他节点之间的信息广播成功概率μ,采用以下公式进行计算:其中, 为所述信息冲突概率,ptx为所述信息发送概率,其中,Wmin为竞争窗口的最小值,ρ为网络中的节点密度,r为中心节点的最大通信距离。

4.根据权利要求3所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述广播信息年龄平均值函数为:其中, 为广播信息年龄平均值,X为信息到达间隔时间,T为中心节点的系统时间,Y是信息离开间隔时间,E为数学期望,E(XT)=E(X(S+W)),E(X(S+W))=E(XS)+E(XW)=E(X)E(S)+E(XW),S为服务时间,W为等待时间。

5.根据权利要求4所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述进行所述广播信息年龄平均值函数计算,包括:设定迭代精度值,初始迭代次数i=1,预设 取值,计算得到ptx(i-1);

将 和ptx(i-1)代入相应的计算公式,计算得到 和ptx(i);

当 与 之间的差值的绝对值小于等于迭代精度值时,输出μ。

6.根据权利要求5所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述进行所述广播信息年龄平均值函数计算,包括:X的概率分布采用以下公式进行计算:

其中,TF为帧长,信息包k和信息包k+1之间的到达间隔时间Xk=mk+1-mk为两个均匀分布在(1,TF-1)的随机变量之和,计算得到E(X)=TF,

7.根据权利要求6所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述进行所述广播信息年龄平均值函数计算,包括:中心节点进行信息发送并成功广播时,信息包k在信道中的传输时间为服务时间Sk,符合μ的几何分布,采用以下公式进行计算:Pr{Sk=j}=(1-μ)j-1μ,

其中,计算得到

8.根据权利要求7所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述进行所述广播信息年龄平均值函数计算,包括:系统时间T为等待时间W和服务时间S的和,符合υ的几何分布,υ采用以下公式进行计算:υ=1-μ(1-α),

其中,α是方程z=GX[1-μ(1-z)]在(0,1)内的唯一根,GX(z)为X的概率分布相对应的概率生成函数,即 其中 计算得到:

9.根据权利要求8所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述进行所述广播信息年龄平均值函数计算,包括:Y的概率生成函数为:

其中,应用洛必达法则计算得到,

10.根据权利要求要求9所述的信息广播的帧长优化方法,其特征在于,所述获取所述广播信息年龄平均值最小时的特定帧长,包括:F1:于帧长范围[l,r]中等差地取出n个点x1,x2,...,xn,其中,x0=l,xn+1=r,计算 挑选出其中使得 最小的点xt,判断帧长范围是否小于等于设定的标准精度eps,若不是,将帧长范围缩小至[xt-1,xt+1]后执行步骤F1,;若是,则继续;

对xt按照大小取最接近的整数,分别得到 和

计算 和 挑选出其中使得 较小的取值,作为特定帧长。