[发明专利]一种用于独立多信道TDMA网络的无冲突链路调度方法

说明书

本发明提出了一种用于独立多信道TDMA网络的无冲突链路调度方法，实现步骤为：1.创建独立多信道TDMA网络模型；2.获取独立多信道TDMA网络模型的冲突图；3.获取冲突图的补图；4.对补图中的节点重新进行编号；5.获取新的补图；6.判断新的补图是否为空图，若是，则执行步骤7，否则，用新的补图替代原有补图，执行步骤4；7.为最大团集合中的每个最大团分配信道频率。本发明保证了网络容量的同时，花费了较小的计算量，降低了独立多信道TDMA网络链路调度的时间复杂度，本发明对补图中的节点重新进行编号，优化了回溯法的节点的深度搜索顺序，降低寻找到最大团的时间，进一步降低了独立多信道TDMA网络链路调度的时间复杂度。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于独立多信道TDMA网络的无冲突链路调度方法，可用于多信道TDMA网络中信息的高效率传输。

背景技术

时分多址TDMA(time division multiple access)是一种为实现共享传输介质的通信技术，一般用于无线通信领域。它允许多个用户在不同的时间片来使用相同的频率，用户一个接一个地迅速传输，每个用户使用他们自己的时间片。

传统的TDMA网络使用单信道，节点的半双工工作方式造成节点不能同时接收和发送信息，所以中转节点的负荷重于其他节点。而且由于所有节点的接收和发送频率相同，两跳及两跳以内的节点都不能在同时隙发送，发送冲突较多。随着跳数的增大，还会使数据的传输时延明显增加，造成网络的吞吐量急剧下降。所以通过使用多个完全独立的信道，节点能够以全双工的方式进行工作，中转节点的转发能力得到提升，并且同一时隙网络中冲突减小，增大了时隙的利用率，极大地提高了网络的吞吐量。

多信道TDMA网络中最重要的一个问题就是链路调度问题。独立多信道TDMA 网络链路调度的实质是为网络中的链路分配合适的时隙与频率资源，达到数据高效传输的目的，而无冲突的独立多信道TDMA网络链路调度，就是在消除链路干扰的前提下进行上述资源的合理分配。链路间的干扰是由于不同链路的节点的传输范围相互交叠引起的，所以无冲突独立多信道TDMA网络链路调度的目的就是找出这些互不干扰的链路，并为这些链路分配完全相同的时隙与频率。

独立多信道TDMA网络链路调度就是要找出网络中互不干扰的链路，而对于链路共存问题可以借由图的最大团问题来解决。图的最大团问题是一个NP完全的问题，求解方法分为精确性方法和启发性方法，精确性方法理论上能保证求得最优解，但是时间随着规模呈指数上涨；启发性方法能够在短时间内找到近似解，但这个近似解不一定是最优解。对于独立多信道TDMA网络链路调度问题需要找到能够共存链路的最优解，所以需要采用精确性算法，因此如何降低算法的时间复杂度是一个很重要的问题。

独立多信道TDMA网络链路调度方法分为三类：基于动态信道指派的独立多信道TDMA网络链路调度方法、基于动态信道和静态信道混合指派的独立多信道TDMA 网络链路调度方法和基于静态信道指派的独立多信道TDMA网络链路调度方法。其中，基于动态信道指派的独立多信道TDMA网络链路调度方法，节点通过交换控制信息包实现信道的动态切换，但是过于频繁的切换信道会降低效率；基于动态信道和静态信道混合指派的独立多信道TDMA网络链路调度方法，首先采用静态指派，当通信质量下降时采用动态调整，这种方法的难度较大，实现较为困难。