[发明专利]一种基于链路距离感知的资源分配方法

说明书

本发明提供了一种基于链路距离感知的资源分配方法，按照分环的半径，从远至近分别为每个圆环中的节点分配基本时隙，依次寻找可用的数据传输时隙，将其中的可用于数据传输的基本时隙分配给节点，当所有节点的需求都被满足，或所有的基本时隙都已经分配完，算法结束。本发明通过根据无线链路的距离，将所有的链路划分为K类，简化了协议设计与实现；每个链路的数据收发总时间，为某个基本时隙的整数倍；采用基本时隙的重分配方法，原本空闲不可用的基本时隙可被重分配给其他链路，提高了网络吞吐量，提升了协议效率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是一种进行时隙资源分配的方法。

背景技术

在基于时间同步的无线网络多址接入协议中，收发节点进行数据收发(简称为DATA-ACK)总时间中，主要包括两部分：数据包(DATA)和应答控制包(ACK)的传输时间、无线信号传播的往返时间。当二者的时间相近(同一个数量级)时，无线信号传播的往返时间不可被忽略，使得DATA-ACK的总时间被拉长、而有效数据(DATA)传输的时间比例减小，从而降低了多址接入协议的效率，该问题被称为无线网络中的通信时延扩展问题。

无线网络中的通信时延扩展问题，广泛存在于多个无线网络中，包括超远距的定向无线网络、超高速的无线网络等。比如，在超远距的定向无线网络中，由于定向天线将无线信号能量汇聚到某个特定方向上，因此增大了无线链路的传输距离；当无线链路的距离达到150km以上时，无线信号的往返传播时延将达到1ms以上，与数据传输时间处于同一个量级，从而不能被忽略。再比如，在超高速无线网络中，尽管无线链路距离很短、但是由于数据传输速率很高，从而减小了数据的传输时间，使得无线信号的往返传播时延所占的比例增大，以至于无线信号的往返传播时间不能被忽略；当无线数据传输速率达到30Gbps时，传输一个3Kbits的数据包所需要的时间为1us，相当于无线信号传播150米的往返时间，因此无线信号的传播时间不可被忽略。

针对无线通信时延扩展问题，现有研究工作大致可被分为两类：(1)增大所传输的数据量、从而增大数据传输的时间，使之达到无线信号传播时延的数百倍以上，从而减小无线信号传播时间所占的比例，进而可以忽略无线信号的传播时间；(2)根据无线链路的长度，设计相应的DATA-ACK数据传输的总时间，从而达到长距离链路使用较大的DATA-ACK总时间、短距离链路使用较小的DATA-ACK总时间的目的，最终减小节点使用的平均数据收发(DATA-ACK)的总时间。

然而，上述现有研究方法存在下述问题：(1)单纯的增大数据量的方法，首先需要数据收发节点具有存储、处理大数据量的能力，其次，数据源端节点必须要缓存总够多的数据，最后，为了避免由于数据量的增大导致大的误包率，将需要引入更多的数据包控制域开销(包括数据段分隔、纠错码、检错码等)。(2)如果根据每个链路的长度均设计一个数据收发的总时间，将增大协议实现的复杂度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于链路距离感知的资源分配方法。在给定M、δ、R、K、d_k、m_k、t_k和e_k的具体数值情况下，本技术方案的基本思想：(1)按照分环的半径，从远至近分别为每个圆环中的节点分配基本时隙；(2)依次寻找可用的数据传输时隙，将其中的可用于数据传输的基本时隙分配给节点；(3)当所有节点的需求都被满足，或所有的基本时隙都已经分配完，算法结束。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案的详细实施步骤如下：

步骤1：整个时间轴被划分为若干个时帧，每个时帧中有M个基本时隙，每个基本时隙的长度为δ，其中M、δ的具体数值根据整体网络的性能要求设定为常数或变量，数据收发总时间Δ为基本时隙长度δ的整数倍；