[发明专利]一种干扰感知的源节点和路由选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络领域，具体为一种干扰感知的源节点和路由选择方法。

背景技术

在有线网络中，多个源节点同时向同一个目的节点传输数据时，网络中会存在多条到达目的节点路径，参与传输的源节点越多，目的节点获得的下载服务就越好。如有线网络的P2P传输，网络中的流媒体服务器及缓存了相应流媒体资源的peer节点都可以充当数据请求节点的源节点，同时为用户传输数据，使得用户获得更高的下载速度。参与传输的peer越多，系统的整体服务能力越强。然而在无线网络中，由于不可避免的无线信道干扰，对于多个源节点向同一个目的节点传输数据的方式，并不是选择越多的源节点给目的节点提供服务就可以得到更大的网络吞吐量。此外路由与信道之间相互影响，从而影响源节点的确定。源节点的选择、路由选择和信道分配三者之间相互影响，源节点的选择必须和路由选择和信道分配联合进行考虑。

我们以图1、图2、图3为例说明为了最大化目的节点的下载吞吐量，在存在多个源节点时，联合源节点选择、路由选择和信道分配问题的挑战。

当全部源节点都被选择为目的节点提供服务，如图1所示，存在3条到达目的节点的路径，分别为p₁，p₂，p₃。路径p₁由链路e(1,5,Ch₁)，e(5,9,Ch₂)，e(9,12,Ch₂)，e(12,17,Ch₃)，e(17,22,Ch₃)组成，各链路容量分别为8，8.33，4.6，4.8，6.75。因为数据流传输时，不可避免存在无线链路之间的干扰，链路两跳范围内的其他路径上的链路使用相同的信道会对本链路产生干扰，影响链路的可用容量。以链路e(1,5,Ch₁)为例，它的初始容量为24，使用的信道为Ch₁。由于p₂路径上的链路e(2,5,Ch₁)和p₃路径上的链路e(3,6,Ch₁)都在链路e(1,5,Ch₁)的干扰范围内，且同样使用了信道Ch₁，因此链路e(2,5,Ch₁)和e(3,6,Ch₁)与链路e(1,5,Ch₁)之间存在干扰。如果干扰的链路采用TDMA的MAC层协议公平地使用无线信道，链路e(1,5,Ch₁)的可用容量可计算为8＝24/(2+1)。路径p₁的其他链路的容量的计算方法与此类似。路径的容量由链路的最小容量确定，由此可得到路径p₁的容量为4.6。类似的，在考虑干扰的情况下，路径p₂由链路e(2,5,Ch₁)，e(5,10,Ch₂)，e(10,13,Ch₃)，e(13,18,Ch₂)，e(18,22,Ch₃)组成，各链路的可用容量分别为7.33，6.5，6.25，5.6，5.2。因此路径p₂的容量为5.2。在考虑干扰的情况下路径p₃由链路e(3,6,Ch₁)，e(6,14,Ch₃)，e(14,19,Ch₂)，e(19,23,Ch₃)，e(23,22,Ch₂)组成，各链路的可用容量为别为7.67，5.75，5.67，5.8，8.67。因此路径p₃的容量为5.67。由此可得图1中3条路径的总容量为路径p₁、p₂、p₃容量之和，为15.47。

当部分源节点被选择为目的节点服务时，如图2所示，源节点1、2被选择为目的节点提供服务，存在2条到达目的节点的路径，分别为p₁和p₂。路径p₁的容量为8，路径p₂的容量为13，因此图2中2条路径的总容量为21。虽然图2中只有两个源节点为目的节点提供数据下载服务，但是图2中的聚合可用容量大于图1中三个源节点同时为目的节点提供服务的聚合容量。