【摘 要】
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ALOHA协议广泛应用于各种低功耗广域网（LPWAN）技术,既包括Lo Ra和Sigfox等随机多址接入,也包括LTE窄带物联网（NB-IOT）终端的初始随机接入及连接请求。ALOHA不限制终端接入共享信道的接入时间,存在较高的冲突概率,其吞吐性能随负载的增加呈现不稳定的趋势。采用时分结构的分布式排队（DQ）技术具有相对稳定的系统吞吐性能,可以通过调度实现数据无冲突传输。本文基于DQ研究优先级终端
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ALOHA协议广泛应用于各种低功耗广域网（LPWAN）技术,既包括Lo Ra和Sigfox等随机多址接入,也包括LTE窄带物联网（NB-IOT）终端的初始随机接入及连接请求。ALOHA不限制终端接入共享信道的接入时间,存在较高的冲突概率,其吞吐性能随负载的增加呈现不稳定的趋势。采用时分结构的分布式排队（DQ）技术具有相对稳定的系统吞吐性能,可以通过调度实现数据无冲突传输。本文基于DQ研究优先级终端接入的技术扩展。本文首先综合论述了无线接入网的技术特点和种类、随机多址接入协议和DQ的工作机理。针对高优先终端的接入需求,扩展设计了带优先级的DQ（DQ-P）,给出了共享信道争用解决算法、终端和协调站的工作流程,以及分布式调度的典型时序。其次,针对冲突解决队列的退避过程,选用深度优先作为退避树的遍历方式以减少传输开销,运用状态转移方法分析了冲突解决时长,给出了迭代计算表达式。最后,通过数值仿真分析了系统吞吐量、时延和能耗。结果发现,当高优先级终端占比较低时,系统吞吐量和能效略有下降;相比普通终端,高优先级终端的接入时延有显著减小,最大约为65%。
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