[发明专利]基于串行干扰消除和功率控制的无线网络调度方法

说明书

本发明公开了一种基于串行干扰消除和功率控制的无线网络调度方法，主要解决传统基于串行干扰消除调度算法整体频谱利用率低的问题，其技术方案是：1.网络中的中心节点接收所有节点的第一数据包Pkt‑1，建立网络拓扑和与之对应的冲突图；2.中心节点调整发送节点传输功率，使得接收端能够使用串行干扰消除技术对多个有用信号同时进行接收；3.中心节点更新冲突图，以满意度最小的链路优先调度为原则，遍历更新后的冲突图，找到能够与该链路在相同时隙进行传输的链路集合，并通知相应节点在相应链路上进行数据传输。本发明在提高频谱利用率的同时保证了网络资源的公平分配，可用于无线网络的资源分配。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，主要涉及一种无线网络调度方法，可用于无线网络的资源分配。

背景技术

在无线网络中，由于无线信道的广播特性，工作在同一信道上的无线链路会相互干扰。当网络中的干扰没有得到有效控制时，会引起传输中断、网络拥塞，最终导致网络的频谱利用率大幅度下降。通过给不同信号分配不同的网络资源，例如时间、空间、频带资源可以避免信号间的相互干扰。

现有的无线网络调度算法中的绝大多数都基于干扰避免机制，即在调度决策过程中考虑干扰对链路性能的影响，尽可能给相互干扰的链路分配正交的网络资源，从而减轻干扰对网络频谱利用率的影响。但是这类调度方法只能被动地给干扰的链路分配正交的网络资源，干扰避免的执行往往会以引起网络空间、带宽等资源的额外消耗，进而导致网络频谱利用率的降低。在这样一种背景下，需要一种新的调度机制能够适当的利用物理层技术来消除干扰，可以在很大程度上避免多个并发传输信号的碰撞和重叠及由此带来的传输中断等不利影响，从而极大地提高频谱的使用效率。

近年来，随着物理层技术的发展，串行干扰消除SIC技术得到了广泛的研究和应用。文献“Squeezing The Most Out of Interference:An Optimization Framework forJoint Interference Exploitation and Avoidance”提出了一种基于串行干扰消除技术的调度策略，证明了串行干扰消除技术对网络频谱利用率的增益。链路接收节点通过使用串行干扰消除技术不仅可以对多个目标信号同时进行接收，还可以消除一部分干扰信号对目标信号的影响，这样使得原本相互干扰的链路得以同时传输，从而提高了无线网络的空间复用程度。在无线网络中使用串行干扰消除技术，一方面可以减轻干扰对无线传输的影响，从而在一定程度上降低了在同一信道上传输的链路间的干扰；另一方面可以减少链路传输所消耗的空间资源，从而使更多的链路中能够在同一信道上进行传输。

但是，由于上述方法中的各个发送节点的传输功率在调度过程中固定不变，不能主动地调整传输信号功率使其满足串行干扰消除条件，因此，接收节点只能被动地进行干扰消除和信号接收，很难使得网络的频谱利用率获得进一步的提升。

发明内容

本发明的目的是针对传统无线网络中基于串行干扰消除技术的调度方法的不足，提出一种基于串行干扰消除和功率控制的无线网络调度方法，在有效消除干扰的同时，提高网络的频谱利用率。

本发明的技术方案是：通过调整发送端的传输功率，主动创造干扰消除机会，利于接收端使用串行干扰消除技术进行干扰消除和信号接收，其实现步骤如下：

(1)初始化L个链路及其序列号为数列(1,2，...，L)，初始化N个节点坐标位置为((x₁，y₁)，(x₂，y₂)，...，(x_L，y_L))、节点序列号为数列(1,2，...，N)，初始化调度长度为T个等长的时隙，初始化时隙序列号为数列(1,2，...，T)，初始化时隙数计数器为0，初始化所有链路上数据传输所需求的时隙数分别为D₁，D₂，...，D_L个时隙，初始化所有发送节点的传输功率为最大传输功率p_max；