[发明专利]一种CWMN中资源节约的分布式组播与频谱分配方法

权利要求书

1.认知无线Mesh网络中满足QoS约束的以资源节约为目标的分布式组播路由与频谱分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：计算所有无线链路的权值，

步骤2：构造从源点到所有目的节点资源节约的广播树，

步骤3：剪枝资源节约广播树得到资源节约组播路由树，并进行频谱分配。

2.根据权利要求1所述的认知无线Mesh网络中QoS约束的以资源节约为目标的分布式组播路由与频谱分配方法，其特征在于，步骤1中的计算所有无线链路的权值的步骤为：

ⅰ)初始化所有无线链路的权值为无穷大，即                                                ，；

ⅱ)对于满足射频约束的节点，即，，首先计算节点的满足射频约束的邻居节点集合，即；

ⅲ)计算节点与其邻居节点满足QoS约束的相同可用信道集合，，，其中表示节点和节点相同可用信道集合，表示信道的带宽，表示无线组播业务的带宽约束，表示节点已经分配的信道，加条件的目的是，如果信道已经在之前被分配给了节点，则无线链路之间不能再分配信道；

ⅳ)计算节点的可用信道集合中所有未标记的可用信道的邻居节点集合，，其中表示节点满足射频约束的邻居节点集合，表示节点和节点满足QoS约束的相同可用信道集合，表示信道k是否已经标记，即是否已经处理过，表示信道k已经处理过，表示信道k还没有处理过，表示节点到节点的无线链路权值是否已经计算过，表示已经计算过，表示还没有计算过，计算中包含的目的节点集合，；

ⅴ)计算节点的最多邻居节点具有的信道，表示节点的邻居中具有信道k的邻居数，，；如果多个信道具有相同的邻居节点数时，则选择包含较多目的节点的信道；

ⅵ)计算节点到具有信道的邻居节点的无线链路权值，并为无线链路预分配信道，，且，，其中表示无线链路分配信道之后的权值，表示在组播树中无线链路预分配信道，最终是否分配信道由步骤3）确定；

ⅶ)标记，，标记信道已经处理过，即，标记信道进队列，即；

ⅷ)判断节点是否满足射频约束，即，如果是，则转ⅸ)，否则，结束；

ⅸ)判断节点到中所有邻居节点的无线链路权值是否已经计算，即判断是否存在，，如果存在，则转ⅳ)，否则，结束。

3.根据权利要求1所述的认知无线Mesh网络中满足QoS约束的以资源节约为目标的分布式组播路由与频谱分配方法，其特征在于，步骤2中的构造从源点到所有目的节点资源节约的广播树，在构造资源节约的广播树的过程中，组播源点、中间节点和目的节点的处理流程是不一样的，下面分别对其包含的步骤进行说明：

源节点，其处理流程如下：

ⅰ)队列的队头元素出队列，即；

ⅱ)对，通过发送消息给节点，其中表示从源点到节点的花费，；

ⅲ)判断队列是否为空，如果队列非空，则转ⅰ)，否则，转ⅳ)；

ⅳ)如果源点收到了其所有邻居节点的消息，则表示源节点完成了资源节约广播树的构造；

中间节点，其处理流程如下：

ⅰ)如果节点从其邻居节点接收一个消息，其中表示从源点到节点的花费；

ⅱ)发送一个消息给邻居节点；

ⅲ)比较消息中的值与当前存储的从到的最小花费值，如果，则，，其中用于记录从到的广播树中节点的父亲节点；

ⅳ)队列的队头元素出队列，即；

ⅴ)对，通过发送消息给节点，其中；

ⅵ)判断队列是否为空，如果队列非空，则转ⅳ)，否则，转ⅶ)；

ⅶ)如果节点收到了其所有邻居节点的消息，则表示节点完成了资源节约广播树的构造；

目的节点，其处理流程如下：

ⅰ)如果目的节点从其邻居节点接收一个消息，其中表示从源点到节点的花费；

ⅱ)发送一个消息给邻居节点；

ⅲ)比较消息中的值与当前存储的从到的最小花费值，如果，则，，其中用于记录从到的广播树中节点的父亲节点。

4.根据权利要求1所述的认知无线Mesh网络中满足QoS约束的以资源节约为目标的分布式组播路由与频谱分配方法，其特征在于，步骤3中的剪枝资源节约广播树得到资源节约组播路由树，并进行频谱分配，其步骤如下：

ⅰ)初始化无线组播业务的组播树中所有无线链路分配的信道值，，；

ⅱ)所有目的节点发送一个消息给节点的父亲节点；

ⅲ)当节点收到其儿子节点的消息时，记录节点为节点的儿子节点，并进行频谱分配，即，采用构造资源节约广播树过程中预分配的信道值进行分配；

ⅳ)节点给其父亲节点发送消息，直到组播源节点收到来自其儿子节点的消息截至；

ⅴ)从资源节约广播树中删除以下两类节点，没有收到消息的非叶子节点，和非目的节点的叶子节点。