CN121645552B - 一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，面向低轨卫星LoRa系统在卫星维护、故障恢复或网络重启等场景下产生的大规模终端集中入网问题，通过构建超帧/复帧/时隙的接入结构，引入基于碰撞率反馈的竞争窗口动态调整机制，并结合优先级退避接入策略，实现了竞争窗口长度的自适应配置。与现有随机接入或固定超帧复帧接入方案相比，本发明在相同终端登录规模条件下，全部终端完成接入所需时间更短。

Description

一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，应用于由卫星基站和大量地面终端构成的低轨卫星 LoRa 系统的MAC接入层中。

背景技术

随着低功耗广域网（LPWAN）技术的不断发展与应用，在智能城市、环境监测、农业自动化、工业物联网等领域，越来越多的设备和传感器被部署到不同的环境中。然而，在沙漠、无人区、海洋环境监测、灾害应急告警等偏远或复杂场景下，地面基站的建设与维护成本极高，传统地面 LPWAN 系统难以实现连续、可靠的网络覆盖。因此，可以利用低地球轨道（LEO）卫星进行数据传输，从而有效解决地面网络难以覆盖的问题。

依托低轨卫星覆盖范围广、部署灵活等优势，将 LoRa 的地面网关功能“上移”至低轨卫星，可有效解决地面基站缺失条件下的LoRa接入问题。相比于传统地面 LoRa 网络受限于网关部署密度的问题，通过低轨卫星作为空中接入节点，显著提升了系统的覆盖范围和环境适应能力，能够有效支撑海洋、山区、沙漠等偏远或复杂场景下的应用，具有良好的工程应用价值和推广前景。

然而，与地面LoRa单个网关覆盖范围有限不同，当LoRa系统被引入低轨卫星通信场景后，单颗卫星覆盖区域广，瞬时接入终端数量远高于地面网关场景，导致同时竞争接入的终端数量显著增加。尤其在卫星侧维护、故障恢复或网络重启等特定场景下，大量终端因前期无法接入而处于待入网状态，一旦卫星恢复服务，这些终端会集中发起入网请求，形成“接入洪峰”，此时信道碰撞率会急剧攀升，导致大量入网请求失败、接入延迟大幅增加，甚至引发信道拥塞，严重降低了信道利用率和数据传输可靠性。

P-ALOHA 接入协议是低轨卫星 LoRa 系统中常用的基础随机接入方案，该协议因实现简单、无需额外的信令交互开销，在终端接入分散且数量较少的场景中，能够维持基本的通信效率。但在低轨卫星LoRa系统的场景下，尤其是卫星维护结束、故障恢复或网络重启引发的 “接入洪峰”场景中，P-ALOHA协议无任何信道资源调度机制，所有终端完全随机抢占信道，导致多终端同时占用同一信道的概率急剧升高。绝大多数入网请求因碰撞而失败，终端需反复重传，形成“碰撞 - 重传 - 再碰撞”的恶性循环，接入成功率趋近于零，完全无法实现批量终端的入网请求。

同时，已有方案尝试通过终端分复帧接入的方式缓解接入洪峰问题。该类方案通过将超帧划分为多个复帧，让终端节点随机选择超帧内的某个复帧发起入网请求，减少同一复帧内同时竞争接入的终端数量，从而降低碰撞概率。但是其存在接入时间过长的问题，终端完成全部接入往往需要过长时间，影响服务响应效率。

综上所述，现有低轨卫星 LoRa 系统的接入方案在应对 “接入洪峰” 场景时，普遍存在碰撞率高、接入成功率低、接入时延过长等问题，无法适配大规模终端集中入网的需求。因此，亟需设计一种兼顾低碰撞率、时延可控的终端接入方案，以解决现有技术缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，基于超帧/复帧/时隙的结构，明确不同业务类型的接入方式，以碰撞率为参考，动态调整滑动竞争窗口长度，同时竞争时隙采用优先级退避算法，以此使得大量终端可以在较短的时间内完成登录。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，构建超帧/复帧/时隙的接入结构，引入基于碰撞率反馈的竞争窗口动态调整机制，并结合优先级退避接入策略，实现了接入资源的自适应配置。

进一步的，超帧/复帧/时隙结构设计方法如下：

系统业务包含竞争业务（突发业务）和非竞争业务（周期业务）两种；一个超帧由若干个复帧组成，超帧中每个复帧长度可配置，每个复帧包括Beacon帧、竞争区（CP时段）和非竞争区（CFP时段），CP时段与CFP时段均由若干带序号的时隙构成，竞争区按S-Aloha方式接入，供突发业务竞争使用，非竞争区以TDM方式接入，供周期业务分配使用，不论竞争区还是非竞争区，时隙之间有保护时间间隔，避免时钟偏移或微小误差导致的节点间碰撞，为数据传输提供缓冲。

对于竞争区，每个竞争时隙又分为上行数据发送部分和下行ACK确认，两者之间也设置保护时间间隔，不论是时隙间的保护时间间隔，还是竞争时隙内部上下行数据间的保护时间间隔，均取相同值。

在竞争时隙中，上行数据发送采用优先级退避，共分为4种优先级，第一优先级直接发送，第二、三、四优先级分别延迟1、2、3个延迟单位后发送，当终端突发业务选定在某竞争时隙发送时，终端根据算法确定发送优先级，并在发送前监听本时隙的发送情况，若在发送时刻之前，依据RSSI检测到信号，则说明已有更高优先级终端占用该时隙，则放弃本次发送机会，在下一复帧继续尝试。

终端根据Beacon帧中包含的竞争窗口长度信息，选择在第几个复帧的第几个时隙尝试竞争接入，在相应时隙到来时，唤醒终端进行按优先级退避接入，若有更高优先级终端占用该时隙，则将复帧号加1，在下一复帧的相同时隙号的时隙进行接入尝试。

进一步的，在上述超帧/复帧/时隙结构的基础上，设计竞争窗口动态滑动管理的终端登录接入方法，具体过程如下：

步骤1、每轮超帧下发前，基站统计上一轮超帧竞争窗口的碰撞率；

步骤2、根据碰撞率，计算剩余用户数，对于不同的接入用户数，利用“离线标定”模型，选择对应的最佳竞争长度；

步骤3、将最佳竞争窗口长度写入Beacon帧的Num字段，在下行链路进行广播；

步骤4、终端根据Beacon帧中的竞争窗口划分，选择在哪一复帧的哪个竞争时隙进行接入；

步骤5、终端根据三个状态指标：业务类型、发送阶段、数据积压，计算出发送优先级。优先级分为4等，从最高到最低依次取值0、1、2、3；

步骤6、终端在时隙到来前唤醒，并根据优先级进行退避接入，若在接入时刻到来前，已有其他终端在此时隙发送，则退避，到下一超帧再重新发起接入。

作为优选，步骤1统计上一轮超帧竞争区的碰撞率，具体为：

碰撞率定义：

；

式中，为一个超帧的竞争区内发生碰撞的时隙数，为一个超帧的竞争区总时隙数。

作为优选，步骤2由碰撞率反推剩余用户数，并根据“离线标定”模型，选择对应的最佳竞争长度，具体如下：

假设终端对时隙的竞争服从泊松分布，则碰撞率与负载强度有如下关系式：

；

其中，表示单位时隙的平均负载强度，，表示剩余未完成登录接入的用户数，为一个超帧的竞争区总时隙数。根据上式即可由碰撞率反推剩余未完成登录接入用户数。

对于离线计算不同用户数的最优竞争窗口长度，具体为:

竞争窗口长度定义：竞争窗口长度表示一个超帧内所包含的复帧数量，每个复帧有个竞争时隙，在优化中，每个复帧中的固定，直接将作为优化输出；

确定离线优化的目标函数，对固定用户数，给定一个竞争窗口长度，进行一次完整登录过程，直到未登录用户变为0，得到完成所需复帧总数，通过仿真选择合适的竞争窗口长度，使系统完成全部用户登录接入所需的总时间最小，接入事件可以用接入所需复帧总数体现，即优化目标：

；

对每个候选，在仿真里做一个循环：初始未登录用户数，每个超帧包含的竞争窗口长度为，在每个复帧里，让当前未登录用户按随机接入规则选时隙，统计一个超帧中成功完成接入的终端数，更新：，当时，记录窗口长度；

对每一个，可以得到对应的最佳竞争窗口长度，使得在此竞争窗口下，全部终端完成登录接入所需复帧总数最小。

作为优选，步骤5算出自身的发送优先级，具体为：

优先级计算参考指标1：突发类型（告警类突发、模式切换突发、常规突发、周期业务）：模式切换突发 常规突发 周期业务。对于告警类突发，不用计算优先级参数，一定属于第一优先级，即优先级参数。

优先级计算参考指标2：发送阶段（剩余时间：上升期、下降初期、下降中期、下降后期）：根据RSSI趋势外推，只有信号变差时，启用外推，终端靠连续听Beacon的RSSI，用表示，每收到一个Beacon，记录一条样本，为了抗抖，对做指数滑动平均：

；

平滑因子取0.3。取最近5个平滑样本，做线性拟合，得到斜率：，其中，表示平滑后RSSI值的微小变化量，代表信号强度在极短时间内的增减幅度，表示两次信号采样之间的微小时间差。判断若为正，说明发送阶段处于上升期，不用开启趋势外推；如果为负，认为进入下降段，开启趋势外推，设最低RSSI门限为，所以外推剩余时间：

；

其中，表示终端在时刻平滑后的RSSI值，是经过指数平滑处理后的信号强度数据，即，表示预设的最低RSSI门限，表示斜率的绝对值，代表信号强度下降的速率。

假设典型可用窗口时长，针对信号下降阶段，按剩余时间划分为三个等级，对应不同的发送阶段指标数值：当剩余时间满足时，终端处于下降初期阶段，取值为0.2；当剩余时间满足时，终端处于下降中期阶段，取值为0.5；当剩余时间满足时，终端处于下降后期阶段，取值为0.8。

优先级计算参考指标3：数据积压：（描述终端本地缓存压力）：，其中，表示终端在时刻本地缓存数据积压量，反映实时缓存压力，表示终端的本地缓存最大容量，是终端硬件或系统设定的缓存上限，为固定阈值，表示时刻的数据积压率，取值范围为，数值越接近1，说明缓存越接近满负荷，积压压力越大。

因此优先级可表示为：

；

其中，表示突发类型权重系数，，表示发送阶段权重系数，，表示数据积压权重系数，。

根据优先级值，将优先级分为四个等级，为第一优先级，为第二优先级，为第三优先级，为第四优先级。

本发明的有益效果为：

本发明通过基于剩余未接入用户数动态调整竞争窗口大小，结合优先级退避机制，解决了传统P-ALOHA协议在卫星维护、故障恢复等集中登录场景下碰撞率飙升的问题，以及缓解了现有超帧复帧设计下，接入时间过长的问题，在最短的时间内，对大量用户同时登录问题进行了兼顾低碰撞率、时延可控的接入方案设计。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明的超帧/复帧/时隙结构图；

图3是本发明的时隙划分结构图；

图4是本发明的竞争时隙优先级退避图；

图5是本发明实施例中初始用户为300时的仿真结果图；

图6是本发明实施例中初始用户为800时的仿真结果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例：

本发明提供一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，具体如下：

构建超帧/复帧/时隙的接入结构，引入基于碰撞率反馈的竞争窗口动态调整机制，卫星侧根据上一超帧统计的碰撞率，反推剩余用户数，进而根据不同用户数选择当前超帧的最佳竞争窗口长度，终端侧结合优先级退避接入策略进行登录请求，详见图1。

明确应用场景的设计需求，在实施例中，主要针对低轨卫星LoRa系统，在卫星侧维护、故障恢复或网络重启等特定场景下，大量终端因前期无法接入而处于待入网状态，一旦卫星恢复服务，这些终端会集中发起登录接入请求，形成 “接入洪峰”，此时信道碰撞率会急剧攀升，并且完成全部用户接入所需要的时间很长，因此本发明设计一种兼顾低碰撞率、时延可控的终端接入方案，在用户全部完成接入的条件下，使得花费时间最短，时间开销可以用复帧数体现，并且利用Matlab仿真，将本方法与传统的P-ALOHA 协议、常规超帧/复帧方案进行分析比较。

在实施例中，分别研究同时有300、800个终端同时进行登录请求，一旦终端登录成功，在下一超帧，进行登录请求的终端数就会减少，直至所有终端都完成登录，分析其共消耗的时间，也就是复帧数。

实施例中场景参数：分别研究同时有300、800个终端同时进行登录请求，两种情况均在以扩频因子为8、信道带宽为125 kHz、编码率为4/5的信道上进行研究，由以下公式计算出时隙长度：；

式中，是时隙能传输的字节长度，SF是扩频因子，是信道带宽，是信道编码率。一个超帧由若干个复帧组成，登录业务数据帧共39个字节，其中，采用8个符号长度的前导码和隐性模式的报头，数据净荷15字节，以及其他必要开销7个字节，ACK帧共9字节，登录业务属于竞争业务，位于竞争区(CP时段)。周期业务数据帧共有23个字节，其中，采用8个符号长度的前导码和隐性模式的报头，数据净荷8字节，以及其他必要开销7个字节，周期业务属于非竞争业务，位于非竞争区（CFP时段）。Beacon帧共有27字节。详见图2。

竞争时隙分为上行数据部分（登录业务数据帧）和下行确认部分（ACK帧），两者之间时间保护间隔为2ms，非竞争时隙仅有上行数据（周期业务数据帧），详见图3。由上式计算，竞争时隙长度为104ms，非竞争时隙长度为60ms，Beacon帧占用长度为56ms。

由以下公式可以计算出时隙数N：

；

式中，为复帧长度（ms），为Beacon时隙长度（ms），为时隙长度（ms）。由上式可知，在扩频因子为8，信道带宽为125 kHz，编码率为4/5，保护时间间隔为2ms，竞争区与非竞争区时段长度比为1：1条件下，若复帧长度为32s，则有150个竞争时隙和246个非竞争时隙。

终端登录接入方法，具体过程如下：

步骤1、统计上一轮超帧竞争区的碰撞率，碰撞率定义：

；

式中，为一个超帧的竞争区内发生碰撞的时隙数，为一个超帧的竞争区总时隙数。

步骤2、根据碰撞率，计算剩余用户数，对于不同的接入用户数，利用“离线标定”模型，选择对应的最佳竞争长度；

假设终端对时隙的竞争服从泊松分布，则碰撞率与负载强度有如下关系式：

；

其中，表示单位时隙的平均负载强度，，表示剩余未完成登录接入的用户数，为一个超帧的竞争区总时隙数。根据上式即可由碰撞率反推剩余未完成登录接入用户数。

竞争窗口长度表示一个超帧内所包含的复帧数量，对固定用户数，给定一个竞争窗口长度，进行一次完整登录过程，直到未登录用户变为0，得到完成所需复帧总数，通过仿真选择合适的竞争窗口长度，使系统完成全部用户登录接入所需的总时间最小，接入事件可以用接入所需复帧总数体现，即优化目标：

；

对每个候选，在仿真里做一个循环：初始未登录用户数，每个超帧包含的竞争窗口长度为，在每个复帧里，让当前未登录用户按随机接入规则选时隙，统计一个超帧中成功完成接入的终端数，更新：，当时，记录窗口长度；对每一个，可以得到对应的最佳竞争窗口长度。

分别以0到1000用户为参数，每次递增50，计算出对应的最佳竞争窗口长度，得到下表1：

步骤3、将最佳竞争窗口长度写入Beacon帧的Num字段。

步骤4、终端根据Beacon帧中的竞争窗口划分，选择在哪一复帧的哪个竞争时隙进行接入。

步骤5、终端根据三个状态指标：突发类型、发送阶段、数据积压，计算出自身的发送优先级。优先级分为4等，从最高到最低依次取值0、1、2、3；

对于参考指标1：突发类型（告警类突发、模式切换类突发、常规突发、周期业务）：有模式切换类突发 常规突发 周期业务。对于告警类突发，一定属于第一优先级,不需要计算三个参数指标，直接令,使其具有最高的发送优先级。对于参考指标2：发送阶段，按剩余时间划分三个等级，。参考指标3：数据积压，取值范围，数值越接近1，说明缓存越接近满负荷，积压压力越大。

优先级可由下式为：

；

；

根据值对优先级划分如下表2所示：

；

步骤6、终端在相应竞争时隙到来前唤醒，并根据自身优先级进行退避接入，若在接入时刻到来前，已有其他终端在此时隙发送，则退避，到下一超帧再重新发起接入。当同一时隙有两个终端同时选择发送，则表示该时隙发生碰撞。

第一优先级直接发送，第二、三、四优先级分别延迟1、2、3个延迟单位后发送，因为光传播速度约为，延迟单位取0.5ms，根据传播距离公式：，表示光传播速度，表示延迟时间，，故终端间能进行优先级退避的距离为，完全符合实际应用场景，同一竞争时隙的优先级退避结构详见图4。

下面为本发明的仿真案例：

假设同时有300、800个终端同时进行登录请求，一旦终端登录成功，在下一超帧，进行登录请求的终端数就会减少，直至所有终端都完成登录，分析其共消耗的时间，也就是复帧数。以扩频因子为8、信道带宽为125 kHz、编码率为4/5的信道上进行研究，每个复帧长度为32s，一个复帧内有150个竞争时隙和246个非竞争时隙。

针对两种不同的用户数（300、800），分别对传统的P-ALOHA、常规超帧复帧接入方案、本发明接入方案进行Matlab仿真，分析其在保证全部用户都接入的情况下，使用的时间（复帧数），以判断本方案是否具有兼顾低碰撞率、时延可控的优势。

得到的结果如图5、图6所示，在初始分别为300、800个终端同时发起登录请求的场景下，对比了P-ALOHA 协议、常规超帧复帧方案以及本发明提出的竞争窗口动态管理方案的接入性能。可以看出，传统的P-ALOHA 协议在高负载条件下冲突概率较高，接入能力很差；常规超帧复帧方案由于竞争资源固定，待登录用户数下降缓慢，接入完成所需要的时间更长；相比之下，本发明能够根据接入状态动态调整竞争窗口，使竞争资源与未登录终端数量相匹配，在初始登录用户为300个时，本发明仅需10个复帧的时间即可完成全部用户的接入，而传统超帧复帧方案需要16个复帧才能完成全部用户接入，所耗时间缩短37.5%，在初始登录用户为800个时，本发明仅需20个复帧的时间即可完成全部用户的接入，而传统超帧复帧方案需要30个复帧才能完成全部用户接入，所耗时间缩短33.3%，

需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，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，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，其特征在于：构建超帧/复帧/时隙的接入结构，引入基于碰撞率反馈的竞争窗口动态调整机制，并结合优先级退避接入策略，实现了接入资源的自适应配置；

所述超帧/复帧/时隙结构设计方法如下：

系统业务包含竞争业务和非竞争业务两种；一个超帧由若干个复帧组成，超帧中每个复帧长度可配置，每个复帧包括Beacon帧、竞争区和非竞争区，竞争区和非竞争区均由若干带序号的时隙构成，竞争区按照S-Aloha方式接入，供竞争业务使用，非竞争区以TDM方式接入，供非竞争业务分配使用，不论竞争区还是非竞争区，时隙之间有保护时间间隔，

对于竞争区，每个竞争时隙又分为上行数据发送部分和下行ACK确认，两者之间设置保护时间间隔，

不论是时隙间的保护时间间隔，还是竞争时隙内部上下行数据间的保护时间间隔，均取相同值，

在竞争时隙中，上行数据发送采用优先级退避，共分为4种优先级，第一优先级直接发送，第二、三、四优先级分别延迟1、2、3个延迟单位后发送，

终端根据Beacon帧中包含的竞争窗口长度信息，选择在第几个复帧的第几个时隙尝试竞争接入，在相应时隙到来时，唤醒终端进行按优先级退避接入；

所述基于碰撞率反馈的竞争窗口动态调整机制，具体过程如下：

步骤1、每轮超帧下发前，基站统计上一轮超帧竞争区的碰撞率；

步骤2、根据碰撞率，计算剩余用户数，对于不同的接入用户数，利用“离线标定”模型，选择对应的最佳竞争窗口长度；

具体为:

竞争窗口长度定义：竞争窗口长度表示一个超帧内所包含的复帧数量，每个复帧有个竞争时隙，在优化中，每个复帧中的固定，故竞争窗口长度可以直接以复帧数量输出；

对每一个用户数，有对应的最佳竞争窗口长度，使得在此竞争窗口长度下，全部终端完成登录接入所需复帧总数最小；

步骤3、将最佳竞争窗口长度写入Beacon帧的Num字段，在下行链路进行广播；

步骤4、终端根据Beacon帧中的竞争窗口划分，选择在哪一复帧的哪个竞争时隙进行接入；

步骤5、终端根据三个状态指标：突发类型、发送阶段、数据积压，计算出自身的发送优先级；优先级分为4等，从最高到最低依次取值0、1、2、3；

步骤6、终端在时隙到来前唤醒，并根据优先级进行退避接入，若在接入时刻到来前，已有其他终端在此时隙发送，则退避，到下一超帧再重新发起接入。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，其特征在于：步骤1统计上一轮超帧竞争区的碰撞率，具体为：

碰撞率定义：

；

式中，为一个超帧的竞争区内发生碰撞的时隙数，为一个超帧的竞争区总时隙数。

3.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，其特征在于：根据碰撞率，计算剩余用户数，对于不同的接入用户数，利用“离线标定”模型，选择对应的最佳竞争窗口长度；具体为：

假设终端对时隙的竞争服从泊松分布，则碰撞率与负载强度有如下关系式：

；

其中，表示单位时隙的平均负载强度，，表示剩余未完成登录接入的用户数，为一个超帧的竞争区总时隙数；根据上式即可由碰撞率反推剩余未完成登录接入用户数；

对于离线计算不同用户数的最佳竞争窗口长度，具体为:

竞争窗口长度定义：竞争窗口长度表示一个超帧内所包含的复帧数量，每个复帧有个竞争时隙，在优化中，每个复帧中的固定，故竞争窗口长度可以直接以复帧数量输出；

确定离线优化的目标函数，对固定用户数，给定一个竞争窗口长度，进行一次完整登录过程，直到未登录用户变为0，得到完成所需复帧总数，通过仿真选择出最佳竞争窗口长度，记为，使系统完成全部用户登录接入所需的总时间最小，接入事件用接入所需复帧总数体现，即优化目标：

；

对每个候选，在仿真里做一个循环：初始未登录用户数，每个超帧包含的竞争窗口长度为，在每个复帧里，让当前未登录用户按随机接入规则选时隙，统计一个超帧中成功完成接入的终端数，更新：，当时，记录该过程所需复帧总数；

对每一个，有对应的最佳竞争窗口长度，使得在此竞争窗口长度下，全部终端完成登录接入所需复帧总数最小。

4.根据权利要求1所述的一种基于卫星通信竞争窗口动态管理的终端登录接入方法，其特征在于：步骤5所述的计算出自身的发送优先级，具体为：

优先级计算参考指标1：突发类型：分为告警类突发、模式切换类突发、常规突发、周期业务；对于告警类突发，不用计算优先级参数，一定属于第一优先级，优先级参数；

优先级计算参考指标2：发送阶段：根据RSSI趋势外推，只有信号变差时，启用外推，终端靠连续听Beacon的RSSI，用表示，每收到一个Beacon，记录一条样本，为了抗抖，对做指数滑动平均：

；

平滑因子取0.3；取最近5个平滑样本，做线性拟合，得到斜率：，其中，表示平滑后RSSI值的微小变化量，代表信号强度在极短时间内的增减幅度，表示两次信号采样之间的微小时间差；判断若为正，说明发送阶段处于上升期，不用开启趋势外推；如果为负，认为进入下降段，开启趋势外推，设最低RSSI门限为，所以外推剩余时间：

；

其中，表示终端在时刻平滑后的RSSI值，是经过指数平滑处理后的信号强度数据，即，表示预设的最低RSSI门限，表示斜率的绝对值，代表信号强度下降的速率；

典型可用窗口时长，针对信号下降阶段，按剩余时间划分为三个等级，对应不同的发送阶段指标数值：当剩余时间满足时，终端处于下降初期阶段，取值为0.2；当剩余时间满足时，终端处于下降中期阶段，取值为0.5；当剩余时间满足时，终端处于下降后期阶段，取值为0.8；

优先级计算参考指标3：数据积压：，其中，表示终端在时刻本地缓存数据积压量，反映实时缓存压力，表示终端的本地缓存最大容量，是终端硬件或系统设定的缓存上限，为固定阈值；

因此优先级表示为：

；

其中，表示突发类型权重系数，，表示发送阶段权重系数，，表示数据积压权重系数，；

根据优先级值，将优先级分为四个等级，为第一优先级，为第二优先级，为第三优先级，为第四优先级。