[发明专利]一种高密度无线网络中信道资源分配方法

权利要求书

1.一种高密度无线网络中信道资源分配方法，其特征在于，包括：

将信道划分为多个子信道即资源单元；并将信道划分为多个阶段，包括上行随机接入阶段以及上行资源分配阶段；

在上行随机接入阶段，非D2D站点即Wi-Fi站点采用退避机制随机接入资源单元，并发送BSR帧竞争信道资源；当成功竞争到资源单元的Wi-Fi站点数量大于或等于RU数量，或者当上行周期达到时，

进入上行资源分配阶段，AP根据预先建立的D2D链路对信息，将D2D链路对即D2D站点之间的干扰关系建模为干扰图，并生成包含所有D2D链路对的多个最大独立集MIS信息，以及Wi-Fi站点和所有D2D链路对之间的干扰关系矩阵LRSD；AP依次给成功竞争到信道的Wi-Fi站点分配RU资源，并根据所述最大独立集信息和所述干扰关系矩阵信息为每个RU分配无干扰的D2D链路对；

其中，干扰图的建模过程包括网络拓扑结构由AP为中心，其周围覆盖有多个D2D链路对构成；以顶点集合V表示D2D链路对，以边集合E表示D2D链路对之间的干扰关系，构成干扰图GV，E；干扰关系是通过两条链路接收端的SINR值来定义；若任一链路的接收端SINR小于SINR门限，则认为这两个通信链路之间存在干扰关系；

生成包含所有D2D链路对的多个最大独立集MIS信息的过程包括根据干扰图GV，E将D2D链路对按照其干扰关系划分为不同的MIS；用S＝[S1，S2，S3，…，Sk]表示更新的干扰图的k个最大独立集，其中k是可变的，不同的干扰图对应于不同的k；Sk存储第k个MIS中的D2D链路对的ID；用NR(n×n)＝[NR_i，j]来表示D2D链路对之间的干扰关系，当D2D链路对i和D2D链路对j之间存在干扰关系，则nr_i,j＝1，否则nr_i,j＝0；

AP依次给成功竞争到信道的Wi-Fi站点分配RU资源的过程包括当上行随机接入阶段结束时；AP将根据生成的最大独立集，以及站点与D2D链路对的干扰关系，将RU分配给站点和D2D链路对，让LRSD＝[l_ri,j]表示STA和D2D链路对的干扰关系，当站点i和D2D链路对j之间存在干扰关系，则lr_i,j＝1，否则lr_i,j＝0；

根据所述最大独立集信息和所述干扰关系矩阵信息为每个RU分配无干扰的D2D链路对的过程包括：

步骤1：AP获取竞争到RU资源的Wi-Fi站点的干扰关系矩阵信息；

步骤2：AP将RU资源依次分配给竞争到信道的Wi-Fi站点，并初始化RU索引i＝1；

步骤3：将竞争到第i个RU资源的Wi-Fi站点的干扰关系矩阵与元素最多的最大独立集进行匹配；

步骤4：判断当前的最大独立集中是否有D2D链路与该站点之间不存在干扰，若不存在干扰，则进行步骤5；否则进行步骤6；

步骤5：将第i个RU分配给非干扰的D2D链路，将已经分配到RU的D2D链路从最大独立集中删除，并更新最大独立集；

步骤6：将该Wi-Fi站点的干扰关系矩阵和剩余的最大独立集中元素最多的最大独立集进行匹配；

步骤7：判断是否将所有的RU分配完成或者所有的最大独立集均为空，若分配完成或者最大独立集为空，则令i＝i+1，返回步骤2，否则结束流程。

2.根据权利要求1所述的一种高密度无线网络中信道资源分配方法，其特征在于，所述退避机制包括：

步骤1：AP在其随机接入触发TF-R帧中公布最优的竞争窗口值CW*和可用的RU数目r；

步骤2：若Wi-Fi站点需要发送数据，则从竞争窗口[0，CW*]中随机选择一个值作为其退避计数OBO；

步骤3：Wi-Fi站点执行退避阶段，判断该退避阶段中退避计数OBO是否大于0，若大于0，则将该退避阶段的退避计数OBO减少r；否则执行步骤4；

步骤4：Wi-Fi站点将从r个可用的RU资源中随机选择一个RU并发送其BSR帧给AP；并将Wi-Fi站点的OBO值将重置为CW*；即Wi-Fi站点在本轮上行随机接入阶段将不再参与介质竞争；

步骤5：若AP成功接收到来自Wi-Fi站点的BSR帧，则记录这些Wi-Fi站点的信息；当成功竞争到RU的Wi-Fi站点数目大于或等于RU的数量，AP将发送TF帧通知上行随机接入阶段结束，否则进入下一个退避阶段，执行步骤3。