CN101958807B - 基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法，该方法综合采用载波侦听多路接入/竞争避免和时分复用两种信道接入方式，计算合理的竞争接入期长度，并根据误码率可以通过功率控制达到和无法通过功率控制达到两种情况分配信道时隙资源，充分利用网络协调者的中央集中控制能力，充分挖掘对信道时间资源的利用，在保证一定程度服务公平性的情况下，最大化地提升网络整体吞吐量，有利于推广使用。

Description

基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法

技术领域

本发明网络实时资源管理办法，具体涉及一种可以充分挖掘对信道时间资源的利用，最大化地提升网络整体吞吐量的基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法。

背景技术

随着4G时代的邻近，无线个人局域网(WPAN)作为小范围内的无线通信方式，正引起越来越多的人重视并逐渐开始扮演无缝网络时代的一个重要角色。超宽带(UWB)作为WPAN里的关键技术，近年来正被广泛研究和投入应用。美国联邦通信委员会(FCC)分配了3.1-10.6GHz这一无需授权的频段给予UWB使用，较为充裕的带宽使得高速的传输速率成为可能。现今，multiband OFDM(MB-OFDM)UWB系统已可达到最高480Mbps的数据传输速率，满足了相当一部分短距离无线高速应用的需求。

然而，随着HDTV等高清内容的广泛应用，比如高标准多媒体接口(HDMI)，用来传输无压缩的高清视频数据的目标速率需要在2Gbps以上；而其他诸如蓝光DVD播放机，视频点播，高清摄像机的流媒体内容下载服务，高速互联网的接入，大文件的实时数据传输等，均需要Gbps级别以上的无线传输支持，而现有的无线网络传输能力已不能满足以上应用的需求。因此，寻找一种新的技术解决方案势在必行。

60GHz毫米波(mm-Wave)的短距无线传输技术为我们提供了解决问题的可能，它是未来实现室内高速无线通信的生力军，相比较现存的其他无线通信方式，60GHz毫米波通信有着鲜明的优势。

首先，欧、美、日等众多国家和区域相继在60GHz附近划分出5～9GHz的免许可连续频段作为一般用途，中国也开放了59-64GHz频段。巨大的可利用带宽资源是实现Gbps级超高速无线传输的基础，而完全免费的频段使用使得商业开发的成本大大降低。其次，相比较其他无线传输技术，60GHz通信允许更高的无线发射功率来克服其较高的路径损耗。这个虽然一方面是缺点，但这个特性很好地将60GHz无线传输的影响范围限制在一个房间内，极大地降低了不同房间和区域间的信号干扰。使得高的频段复用率得以实现，从而可以有效提高无线网络整体的吞吐量。另外，因为60GHz无线电波的波长很短，小尺度的天线大大便利了MIMO技术在个人无线手持终端的应用，而不用过多担心尺寸上的限制。最后，对于MB-OFDM系统而言，在3.1～10.6GHz范围内有五个子波段，根据Friis传播原理，信号传播的衰减反比于载频的平方。这样就造成了5个波段的信号覆盖范围有明显的差异。而60GHz电波因其相对较小的频率改变，使得覆盖范围能够保持稳定。

IEEE802.15.3c工作组针对毫米波应用在原有802.15.3标准的基础上修改并提出了15.3c标准。802.15.3c无线个域网秉承原有的集中式网络架构，每一个个域网由一个网络协调者(PNC Piconet Coordinator)和网络中其他设备组成。协调者控制网络的时间，管理网络的通信，同步，信道接入控制等等。802.15.3c基本时间单元是一个超帧，其基本结构如图1所示，包括以下内容：

信标：信标由网络协调者在每个超帧向整个个域网广播，包含了网络时间信息，传输控制信息等；

信道接入期：信道接入期用来传递命令或者异步数据，其长度由网络协调者决定，在信标中广播，为了支持方向性传输，15.3c中的信道接入期允许被分割成多个方向的子信道接入期(Sub-CAPs)。网络中的设备在该时段基于载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)与网络协调者交互信息；

信道时隙分配期：协调者分配给设备相应的时隙资源，设备在各自分配的时隙中无干扰的发送或者接受数据，设备不得在未分配给自己的时隙中通信。一个超帧中的时隙资源可用来传递命令，同步数据或者异步数据。在802.15.3c中，部分时隙也可用来进行波束成形或者信道状态的感知。

信道时隙的分配并不是一成不变的，协调者可以根据网络的整体通信状况和信道状态，最优地分配信道时隙给不同设备。一个设备如果期望协调者分配给其一定的时间资源，必须在信道接入期向协调者发送信道时隙请求(Channel Time Request CTRq)。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法，旨在充分利用网络协调者的中央集中控制能力，充分挖掘对信道时间资源的利用，在保证一定程度服务公平性的情况下，最大化地提升网络整体吞吐量。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法是这样实现的：

首先，定义接入控制周期(admission cycle)。一个接入控制周期由超帧(即前面介绍的802.15.3c标准里定义的基本时间单元)组成如图2所示。接入控制周期的超帧数目的选择需要平衡设备的平均吞吐量和计划在下一个接入控制周期内被服务的设备的延迟时长。

所有需要在新的接入控制周期中发送信道时隙请求的设备，都必须在前一个接入控制周期中的最后一个超帧通知网络协调者。在每一个接入控制周期开始的时候，所有之前通知了协调者的设备将基于CSMA/CA机制进行信道接入竞争。而协调者将根据每一个超帧中进行信道竞争接入的设备的数量，来决定信道接入期CAP的大小。

其次，建立信道接入期分配机制，每一个接入控制周期的第一个超帧总是全部分配信道接入期CAP。从第二个超帧开始，将根据在该接入控制周期中剩余的还未竞争成功的设备数目，决定信道接入期的长度。根据相关文献“Chang Woo Pyo，and Hiroshi Harada，“Throughput Analysis and Improvement of Hybrid Multiple Access in IEEE802.15.3c mm-Wave WPAN，”IEEE Journal on Selected Areas in Communications，Vol.27，No.8，October2009”，一个设备发送竞争请求的概率可以表示为：ζ＝E[T]/E[B]。其中分母是一个设备经历的退避槽(BackoffSlots)平均个数，分子是该设备在等待期间尝试发送竞争请求的平均次数。该请求格式与相关文献“IEEE P802.15.3c/D08.“MAC and PHY Specifications for HighRateWireless Personal Area Networks(WPANs)：Amendment2：MillimeterwavebasedAlternative Physical Layer Extension，”March2009.”保持一致。E[T]，E[B]分别表示为：

$E\left[T\right]=P_{\mathrm{cl}}^m(m+1)+\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(i+1)\·(1-P_{\mathrm{cl}})\·P_{\mathrm{cl}}^i=\frac{1-P_{\mathrm{cl}}^{m+1}}{1-P_{\mathrm{cl}}}$

$E\left[B\right]=\underset{s=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{cl}}^s(1-P_{\mathrm{cl}})\underset{i=0}{\overset{s}{\mathrm{\Σ}}}\left(\frac{2^{i}W}{2}\right)++P_{\mathrm{cl}}^m\frac{\underset{i=0}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(2^i+2^m)W}{2}$

其中P_cl是当有l个设备竞争的时候的竞争请求冲突概率。m是竞争接入重传的次数限制，在802.15.3c中定义是4。i代表第i个退避阶段，W是最小的退避窗大小。第i个退避阶段的退避窗大小通过2ⁱW来计算。

假设一个竞争接入周期开始参与竞争的设备数目是M，则如果要使得所有设备最终都能成功发送，最终必定存在M个成功发送的时间槽。根据这个既定值，我们可以估算出平均需要的冲突时间槽和退避时间槽数目。同时引入了一个乘性因子。这样设计的信道接入期估算方法，综合考虑了信道竞争设备可能经历的退避，冲突和成功发送。最终，信道接入期的估计公式可以写作：

$T_{\mathrm{CAP}}=\mathrm{\ϵ}\·(M\×\stackrel{\‾}{P_{\mathrm{cM}}}/\stackrel{\‾}{P_{\mathrm{sM}}}\×{\mathrm{\δ}}_c+M\×{\mathrm{\δ}}_s+\stackrel{\‾}{E\left[B\right]}\×{\mathrm{\δ}}_i)---\left(1\right)$

其中ε为相应的乘性因子，可以用来平衡发生竞争请求冲突的概率和信道接入期的长度。δ_c，δ_s，δ_i分别是冲突时间槽，成功发送时间槽和退避时间槽的时间长度。

和

分别是平均发生竞争请求冲突的概率和成功发送竞争请求的概率。其中 $\stackrel{\‾}{P_{\mathrm{cM}}}=\left(\underset{l=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{\mathrm{cl}}\right)/M,$ $\stackrel{\‾}{P_{\mathrm{cs}}}=\stackrel{\‾}{\mathrm{\ζ}}\·(M/2){(1-\stackrel{\‾}{\mathrm{\ζ}})}^{(M/2)-1},$ $\stackrel{\‾}{\mathrm{\ζ}}=\left(\underset{l=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ζ}}_l\right)/M.$

本发明采用多用户信道时隙分配算法。

内容自动售卖服务可以提供不同的数据下载业务，针对不同的数据业务都有预先期望的最高误比特率。一般数据子帧的子帧头的鲁棒性远好于数据子帧的有效载荷(本发明中所有数据子帧格式与相关文献“IEEE P802.15.3c/D08.“MAC and PHY Specificationsfor High Rate Wireless Personal Area Networks(WPANs)：Amendment2：Millimeterwave based Alternative Physical Layer Extension，”March2009.”保持一致)，所以一个数据子帧的误数据子帧率可以表示为：其中L_payload是数据子帧的有效载荷。所以一个数据子帧的平均吞吐量可以表示成：

$W=\frac{L_{\mathrm{payload}}(1-P_{\mathrm{ef}})}{P_{\mathrm{ef}}\·{\mathrm{\Δ}}_r+{\mathrm{\Δ}}_s(1-P_{\mathrm{ef}})}---\left(2\right)$

其中Δ_s，Δ_r分别代表正确发送一数据子帧的时长和重传一数据子帧所需要的时间。可写做

Δ_s＝T_pre+T_hdr+L_payload/R_bit+T_Imm-ACK+2SIFS

Δ_r＝T_pre+T_hdr+L_payload/R_bit+RIFS

其中，T_pre，T_hdr分别代表前导序列时长和数据子帧头时长，T_Imm-ACK是立即回复帧的时长，R_bit是比特速率。SIFS和RIFS是系统定义的短帧间距(Short Inter Frame Space)和重传帧间距(Retransmission Inter Frame Space)。代入误数据子帧率P_ef的表达式，最优的数据子帧负载

可以通过下式求得：

$L_{\mathrm{payload}}^{*}=\arg \max \left\{\frac{L_{\mathrm{payload}}\·{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}}{{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}\·{\mathrm{\Δ}}_s+{\mathrm{\Δ}}_r[1-{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}]}\right\}---\left(3\right)$

在每个超帧里，首先需要满足不同数据业务的基本速率要求。针对不同设备，满足基本速率要求的数据子帧数目可以由

求得，其中

代表一个超帧中设备i至少传输的比特数，ceil()是取比当前函数值大的并且最接近于当前函数值的整数。另一方面，也要预留一部分时隙用做数据子帧的重传。由于下载不同业务的设备的误数据子帧率均已知，则相应设备需要重传数据子帧的平均数目可求。拿设备i举例，其平均重传数据子帧的数目为B_i·P_{ef_i}，其中B_i为满足基本速率要求的数据子帧的数目。

一个超帧在满足了各个设备基本速率要求以后，可能依然有剩余的时间资源未分配。为了充分利用这些资源，我们针对两种情况分别提出两种子算法。

第一种情况是，在网络协调者发射功率没有超过最大容许功率限制时，可以通过功率控制达到不同数据业务期望的误码率。在这种情况下，信道时隙的分配将基于不同数据的文件大小。较大的数据文件在每一个超帧中分配更多的时隙，较小的文件则分配较少的时隙。依据以上原则，一个带有比例约束的优化问题可以表示成：

$\max \mathrm{imize}\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Γ}}_i$

subject toГ₁∶Г₂∶...∶Г_M＝η₁∶η₂∶...∶η_M

$\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Φ}}_i\·{L^{*\left(i\right)}}_{\mathrm{payload}}\·(1+P_{\mathrm{ef}\_i})\≤T_{\mathrm{remain}}\·R_{\mathrm{bit}}---\left(4\right)$

Φ_i≥0，L^*(i) _payload≥0

其中在一个超帧期内的平均传输速率可以表示为：

Φ_i是设备i在当前超帧中被分配的帧数目，T_sf是一个超帧的时长，T_remain是当前超帧剩余的未分配时间资源，R_bit是比特传输速率。在上述优化问题中，η₁∶η₂∶...∶η_M是速率的比例约束，对应不用设备传输的数据文件的大小比例。该优化问题可以通过拉格朗日乘子算法求解。

第二种情况是，即使网络协调者使用最高允许的功率来发送传输文件，仍然无法达到部分或全部设备所传输数据业务的期望误码率。在这种情况下，我们提出一种基于超帧的效用比例公平算法。假设同一个设备的数据业务的传输误码率每个超帧间都会变化，但在一个超帧时期之内保持恒定。同时，我们定义一个效用函数，如果是设备i，则效用函数表示为：U_i。那么在超帧n中的效用函数可以写作：

Δ_{r_i}(n)是设备i在第n个超帧中重传一个数据子帧所用的时长。假设Θ_i(n)代表设备i在第n个超帧的平均效用，则Θ_i(n)可以通过下式于每个超帧进行迭代更新。

${\mathrm{\Θ}}_i\left(n\right)=(1-\frac{1}{\mathrm{\α}}){\mathrm{\Θ}}_i(n-1)+\frac{1}{\mathrm{\α}}{U}_i\left(n\right)({\mathrm{\Ω}}_i(n-1)/T_{\mathrm{CTAP}}(n-1))---\left(5\right)$

其中Ω_i(n-1)代表设备i在前一个超帧n-1的服务时长。如果前一个超帧中没有分配任何时隙给设备i，则其值等于零。参数α是一个遗忘因子。当前超帧的时间资源首先分配给拥有最大效用对数增值的设备，可以表示成：

$\max [\ln {\mathrm{\Θ}}_k\left(n\right)-\ln {\mathrm{\Θ}}_k(n-1)]=\ln (1-\frac{1}{\mathrm{\α}}+\frac{1}{\mathrm{\α}}\max \frac{U_i\left(n\right){\mathrm{\Ω}}_i(n-1)}{{\mathrm{\Θ}}_i(n-1)\·T_{\mathrm{CTAP}}(n-1)})---\left(6\right)$

因为Ω_k(n-1)/T_sf最大值是1，则当前超帧所选择的设备必须使得

比值最大化。综上所述，该基于超帧的效用比例公平算法的基本工作流程为：在超帧n，这个超帧的时隙资源都分配给拥有最大

的设备，如果该设备不需要使用这个超帧的时隙资源，则剩余的时间资源将分配各

第二大的设备，以此类推。如果几个设备拥有同样的比值，则将时间资源随机分配给其中一个设备。在下一个超帧，也就是第n+1个超帧，平均效用值Θ将按照式(5)每个超帧更新。

有益效果：与现有技术方法相比，本发明提出的针对毫米波无线个域网kiosk(内容自动售卖)服务的资源管理方法，充分利用网络协调者的中央集中控制能力，充分挖掘对信道时间资源的利用，分别考虑目标误码率可以通过功率控制达到和无法通过功率控制达到两种情况，在保证一定程度服务公平性的情况下，最大化地提升网络整体吞吐量。因为802.15.3c使用混合信道接入方式，本发明综合考虑了信道接入期(CAP)和信道时隙期(CTAP)，设计了有效合理灵活的信道接入期估算方法和信道时隙期资源分配算法，使得系统时间资源效用得到最大化挖掘。目前还没有其他针对毫米波无线个域网内容自动售卖服务的综合考虑CAP和CTAP的相关实时资源管理方法。

附图说明

图1为802.15.3c超帧基本结构示意图；

图2为一个接入控制周期包含多个超帧的示意图；

图3为本发明的基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图3所示，本发明的基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法主要包括以下步骤：

1)在接入控制周期n的第一个超帧，所有有意向在本周期内从网络协调者获取数据的设备通过信道接入期，以载波侦听多路接入/冲突避免向网络协调者发送信道时隙竞争请求；

2)除了接入控制周期内的第一个超帧的全部可利用时间资源用做信道接入期CAP以外，该接入控制周期内的剩余超帧的信道接入期都由网络协调者根据该接入控制周期内需要发送信道时隙请求的设备个数来计算信道接入期的长度，采用的信道接入期长度的计算公式为：

$T_{\mathrm{CAP}}=\mathrm{\ϵ}\·(M\×\stackrel{\‾}{P_{\mathrm{cM}}}/\stackrel{\‾}{P_{\mathrm{sM}}}\×{\mathrm{\δ}}_c+M\×{\mathrm{\δ}}_s+\stackrel{\‾}{E\left[B\right]}\×{\mathrm{\δ}}_i)$

其中，ε为相应的乘性因子，δ_c、δ_s、δ_i分别表示冲突时间槽、成功发送时间槽、退避时间槽的时间长度，和

分别是平均发生竞争请求冲突的概率和成功发送竞争请求的概率，M为开始参与竞争的设备数目，

为一个设备经历的退避槽平均个数。

3)网络协调者获取每个用户设备每个超帧的信道状态并获得误码率信息，根据先前规定好的不同数据业务的基本传输速率要求，并根据由当前超帧的误码率算出的最优的数据子帧的有效荷载大小，分配相应的信道时隙给不同设备来满足每个设备的基本服务速率要求，最优的有效荷载通过下式计算：

$L_{\mathrm{payload}}^{*}=\arg \max \left\{\frac{L_{\mathrm{payload}}\·{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}}{{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}\·{\mathrm{\Δ}}_s+{\mathrm{\Δ}}_r[1-{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}]}\right\}$

其中，L_payload是数据子帧的有效载荷，Δ_s，Δ_r分别代表正确发送一个数据子帧的时长和重传一个数据子帧所需要的时间，P_eb是传输数据时所能达到的误比特率。

针对不同设备，满足基本速率要求的数据子帧数目可以由

求得其中

代表一个超帧中设备i至少传输的比特数，ceil()是取不比当前函数值小的并且最接近于当前函数值的整数；另一方面，也要预留一部分时隙用做数据子帧的重传。由于下载不同业务的设备的误数据子帧率均已知，则相应设备需要重传数据子帧的平均数目可求的。拿设备i举例，其平均重传数据子帧的数目为B_i·P_{ef_i}，其中B_i为满足基本速率要求的数据子帧的数目。

4)网络协调者PNC获取每个用户设备每个超帧的信道状态并获得误码率信息，根据网络协调者PNC自身的发射功率上限，来决定选用带速率比例约束的吞吐量优化算法还是基于超帧的效用比例优化算法，前者面向数据业务每个超帧可保持恒定BER，后者面向数据业务每个超帧间的BER都会变化。如果在网络协调者发射功率没有超过最大容许功率限制时，可以通过功率控制达到不同数据业务期望的误码率，使用带速率比例约束的吞吐量优化算法，按照所传输的文件大小设定时隙分配比例；若即使网络协调者使用最高允许的功率来发送传输文件，仍然无法达到部分或全部设备所传输数据业务的期望误码率，则使用基于超帧的效用比例优化算法，按照当前超帧效用和平均效用的比值分配时隙。

带速率比例约束的吞吐量优化算法可以表示成一个带有比例约束的优化问题：

$\max \mathrm{imize}\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Γ}}_i$

subject toГ₁∶Г₂∶...∶Г_M＝η₁∶η₂∶...∶η_M

$\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\Φ}}_i\·{L^{*\left(i\right)}}_{\mathrm{payload}}\·(1+P_{\mathrm{ef}\_i})\≤T_{\mathrm{remain}}\·R_{\mathrm{bit}}---\left(4\right)$

Φ_i≥0，L^*(i) _payload≥0

其中在一个超帧期内的平均传输速率可以表示为：

Φ_i是设备i在当前超帧中被分配的帧数目，R_bit是比特传输速率，T_sf是一个超帧的时长，T_remain是当前超帧满足所有数据业务基本速率要求后，剩余的未分配时间资源。在上述优化问题中，η₁∶η₂∶...∶η_M是速率的比例约束，对应不用设备传输的数据文件的大小比例。该优化问题可以通过拉格朗日乘子算法求解。

基于超帧的效用比例公平算法最大化每个超帧之间的效用对数增值，其基本工作流程为：在超帧n，这个超帧的时隙资源都分配给拥有最大

的设备，

如果该设备不需要使用这个超帧的时隙资源，则剩余的时间资源将分配各第二大的设备，以此类推。如果几个设备拥有同样的比值，则将时间资源随机分配给其中一个设备。在下一个超帧，也就是第n+1个超帧，平均效用值Θ将按照式(5)每个超帧更新。

5)当前超帧资源用尽，判断在当前接入控制周期n内是否已是最后一个超帧，如果不是最后一个超帧，则进入下一个超帧资源分配；如果是最后一个超帧，则进入下一个接入控制周期，即接入控制周期n+1.

本发明的基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法，还可以应用在802.15.3超宽带无线个域网平台上。802.15.3网络基本时间单元，也即超帧，基本等同于802.15.3c。同样主要由三部分：信标，信道接入期，信道时隙期构成。所以本发明中的关于自动售卖服务的实时资源管理方案同样适用于802.15.3超宽带(UWB)平台。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)在接入控制周期的第一个超帧，所有有意向在本周期内从网络协调者获取数据的设备通过信道接入期CAP，以载波侦听多路接入/冲突避免向网络协调者发送信道时隙竞争请求；

2)网络协调者PNC判断当前超帧是否是当前接入控制周期第一个超帧，如果是接入控制周期内的第一个超帧，那么第一个超帧的全部可利用时间资源用做信道接入期CAP；其他超帧的信道接入期都由网络协调者PNC根据该接入控制周期内需要发送信道时隙请求的设备个数来决定信道接入期的长度；

信道接入期CAP长度公式为：

$T_{\mathrm{CAP}}=\mathrm{\ϵ}\·(M\×\stackrel{\‾}{P_{\mathrm{cM}}}/\stackrel{\‾}{P_{\mathrm{sM}}}\×{\mathrm{\δ}}_c+M\×{\mathrm{\δ}}_s+\stackrel{\‾}{E\left[B\right]}\×{\mathrm{\δ}}_i)$

其中，ε为相应的乘性因子，δ_c、δ_s、δ_i分别表示冲突时间槽、成功发送时间槽、退避时间槽的时间长度，

和

分别是平均发生竞争请求冲突的概率和成功发送竞争请求的概率，M为开始参与竞争的设备数目，

为一个设备经历的退避槽平均个数；

3)网络协调者PNC获取每个用户设备每个超帧的信道状态并获得误码率信息，根据先前规定好的不同数据业务的基本传输速率要求，并根据由当前超帧的误码率算出的最优的数据子帧的有效荷载大小，分配相应的信道时隙给不同设备来满足每个设备的基本服务速率要求；

4)在满足各个设备基本服务速率要求以后，仍然存在有剩余的时间资源未分配，此时网络协调者PNC获取每个用户设备每个超帧的信道状态并获得误码率信息，根据网络协调者PNC自身的发射功率上限，来决定选用带速率比例约束的吞吐量优化算法或者基于超帧的效用比例优化算法：在网络协调者发射功率小于或等于最大容许功率限制时，通过功率控制达到不同数据业务期望的误码率，使用带速率比例约束的吞吐量优化算法；若即使网络协调者使用最高允许的功率来发送传输文件，仍然无法达到部分或全部设备所传输数据业务的期望误码率，则使用基于超帧的效用比例优化算法；

5)当前超帧资源用尽，判断在当前接入控制周期内是否已是最后一个超帧，如果不是最后一个超帧，则进入下一个超帧资源分配；如果是最后一个超帧，则进入下一个接入控制周期。

2.根据权利要求1所述的基于802.15.3c个域网的内容自动售卖服务的实时资源管理方法，其特征在于：所述步骤3)中最优的数据子帧的有效载荷通过下式计算：

$L_{\mathrm{payload}}^{*}=\arg \max \left\{\frac{L_{\mathrm{payload}}\·{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}}{{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}\·{\mathrm{\Δ}}_s+{\mathrm{\Δ}}_r[1-{(1-P_{\mathrm{eb}})}^{L_{\mathrm{payload}}}]}\right\}$

其中，L_payload是数据子帧的有效载荷，Δ_s，Δ_r分别代表正确发送一个数据子帧的时长和重传一个数据子帧所需要的时间，P_eb是传输数据时所能达到的误比特率。

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