[发明专利]一种面向边缘计算的多策略信道分配方法

权利要求书

1.一种面向边缘计算的多策略信道分配方法(MSCA)，其特征在于该方法包括如下步骤：

第1、边缘计算多播树模型构建，包括网络模型和节点缓存模型的建立；

第2、算法的设计，给出与算法相关的定义和算法的详细步骤；

第2.1、给出与算法相关的定义，定义了两个节点集合N_z和N_noz，N_z是指分配了信道号的节点集合，N_noz是指没有分配信道号的节点集合，d(m，n)表示节点m到节点n的传输延迟，每个传感器节点在t时间内消耗的能量E_node；

第2.2、算法的详细步骤，第一步是计算多播树中所有节点对的信道间隔，MSCA考虑多播树中的所有节点对m,n，得到CSm,n；如果得到的CSm,n对应的干扰因子与传输范围的乘积大于节点的物理距离，则需要通过增加信道间隔来消除两个节点之间的网络干扰；第二步是确定多播树节点之间是否存在CS_zero，确定是否存在CS_zero有两种情况：一是两个节点之间存在CS_zero，另一种情况是不存在具有CS_zero的节点对；首先根据第一步的结果，在多播树模型中找到CS_zero的节点对，如果存在，就为m和n分配一个特定的信道号作为m和n的发送接口信道号，把节点m和n放入到集合Nz中，其余节点放入到集合Nnoz中，接下来判断集合Nz是否为空，如果Nz不空，继续判断集合Nz中的节点与集合Nnoz中的节点是否存在CSzero，如果遍历出CSzero的节点，就将该节点从集合Nnoz中移出，放入到集合Nz中，并给该节点分配特定的信道号，这个过程一直持续到集合Nnoz中节点已全部被遍历且没有CSzero节点为止，如果不存在，就去寻找信道间隔的最大值，选择其中最大信道间隔的节点对，将信道号分配给其中一个节点，然后将信道号和最大信道间隔值之和分配给另一个节点n作为其信道号；最后，将节点m和n放入到集合Nz中，并从集合Nnoz中移出节点m和n；第三步是为多播树的所有节点分配一个最优的信道号，MSCA会将集合N_noz中每个节点与集合N_z中所有节点的信道间隔进行比较，选出对应集合N_noz中的最大信道间隔的节点j；对于集合N_z中的每个节点i，MSCA会为节点j的信道号分配生成多个条件：1)、j的信道号大于等于CSi,j与i的信道号之和；2)、j的信道号小于等于CSi,j与i的信道号之差；3)、基于集合N_z中节点数量，条件1)、2)中对所有i∈N_z都满足；4)、j的信道号小于总的信道号；基于这些条件，MSCA将为节点j分配一个最优的信道号，此时，将节点j从集合N_noz中移出，并放入集合N_z中；这个过程将一直持续到集合N_noz中没有节点为止。

2.根据权利要求1所述的一种面向边缘计算的多策略信道分配方法，其特征在于，在第1步所述的在网络模型中采用ZigBee通信协议，集群是在2.4GHz的频段运行，设置节点之间的时间间隔为1s，节点平均每60s发送一条消息，3次尝试重传保障可靠性，数据包大小为127bytes，节点数据的刷新时间为t＝60s，节点缓存模型逻辑上分为协议层、网络层和逻辑控制层三层架构；当发送端进行数据包传输时，假设数据包按照泊松过程到达下一级节点，并且节点内每一层的线程都有指数分布的执行时间。