1.一种基于NB‑IoT的海量接入方法,其特征在于,所述方法首先计算各时隙设备能耗度,并按照平均能耗度或累计能耗度两种分组方式将设备划分为高能耗度设备组和低能耗度设备组,然后优先将前导码分配给高能耗度设备组,剩余前导码和高能耗度设备组冲突前导码分配给低能耗度设备组,各设备按照分配的前导码进行接入;
所述方法包括:
S1:判断当前时隙发起接入设备数nt是否小于前导码总数;
S2:若判断结果为小于,则将前导码随机分配给所有当前时隙所有发起接入设备,否则先计算各发起接入设备的当前能耗度Ocur并据此划分为不同优先组,所述不同优先组包括高能耗度设备组和低能耗度设备组;
S3:初始化当前状态st,计算出所有当前可能动作集合下的奖励值rt,选定最大奖励值rt,max的对应动作at+1及下一状态st+1;
S4:根据下一状态st+1和最大奖励值rt,max的对应动作at+1分别计算出当前分配给高能耗度设备组前导码数的增加量或减少量、及低能耗度设备组可用前导码数;
S5:为高能耗度设备组划分前导码,并计算为高能耗度设备组划分前导码的过程中产生的冲突前导码数;
S6:将低能耗度设备组可用前导码与冲突前导码分配给低能耗度设备组;
所述S3:初始化当前状态st,计算出所有当前可能动作集合下的奖励值rt,选定最大奖励值rt,max的对应动作at+1及下一状态st+1,包括:定义状态集合states:
定义动作集合actions:
从状态集合states和动作集合actions中选取当前状态st、当前状态对应的动作 和下一状态st+1、下一状态对应的动作at+1;
即表示在时隙t有m个可用前导码分配给高能耗度设备组,m的取值在前导码数范围[1,M]之内; 表示时隙t可以采取的动作,即时隙t分配给高能耗度设备组的前导码数增加或减少i个;
时隙t的奖励rt:
其中,nt,suc表示t时隙的接入成功设备数,psuc表示接入成功率,nt为t时隙发起接入设备数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算各发起接入设备的当前能耗度Ocur并据此划分为不同优先组,包括:根据平均能耗度或根据累积能耗度对当前时隙发起接入设备进行分组。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据平均能耗度对当前时隙发起接入设备进行分组,包括:
根据式(5)计算平均能耗度:
把低于平均能耗度Ot,avg的设备划分到低能耗设备组,高于平均能耗度Ot,avg的设备划分到高能耗组;
其中, 表示系统中第nt台NB‑IoT设备的本次能耗度。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据累积能耗度对当前时隙发起接入设备进行分组,包括:
将所有待接入NB‑IoT设备的本次能耗度Ocur按照从小到大的顺序进行排序;
将前k个设备划分至低能耗度设备组,剩余设备划分至高能耗度设备组;按照式(6)对低能耗度设备组总能耗度与高能耗度设备组总能耗度作差后,绝对值最小时对应的k值即为低能耗度设备数;
其中,Oj,cur表示系统中第j台NB‑IoT设备的当前能耗度,Omin表示低能耗度设备组总能耗度与高能耗度设备组总能耗度的差值绝对值最小值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述待接入NB‑IoT设备的本次能耗度Ocur为:
其中,Pneed为本次传输所需能耗,Plast为设备当前剩余能量。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述当前时隙发起接入设备数nt为:其中,
N是小区内设备总数,时隙t的取值为t=1,2……L,L为时隙数,各时隙接入设备概率用设备激活概率n(t)表示,n(t)服从α=3,β=4的Beta分布,B(α,β)是只与α,β有关的Beta函数,T表示一段激活时间,设备在T时间内激活。
7.一种基于NB‑IoT的海量接入系统,其特征在于,所述系统包含N台NB‑IoT设备,所述系统按照权利要求1‑6任一所述的方法接入NB‑IoT设备。
8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述系统中当前时隙发起接入设备数nt包含上一周期请求失败的设备数。