[发明专利]一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置

说明书

本申请涉及一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置。所述方法包括根据通信节点间通信链路的频率、时间和空间参数，得到通信链路间的干扰关系，然后以通信链路为顶点、以干扰关系为边建立对应的干扰关系图，根据可用通信资源对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图，根据着色图分配通信网络中各个通信节点的通信资源。本申请考虑了网络资源的空间维度，结合传统的时频维度对网络资源进行了三维划分，随后将三维网络资源分配问题转化为图着色问题实现三维网络资源的分配，可以减少网络通信资源浪费，大幅提高无人机集群等节点密集的网络中的通信资源利用率。

技术领域

本申请涉及无线通信网络技术领域，特别是涉及一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置。

背景技术

随着无人机集群技术的发展，系统中的无人机数量越来越多，网络密度越来越高，由于数据量大、突发性强，无人机集群网络资源竞争十分激烈。网络传输调度对缓解无人机集群网络资源竞争和避免干扰等方面具有重要意义。

目前，无人机集群网络传输调度问题主要包括：TDMA时隙分配、多信道分配以及时隙与信道之间的二维资源联合分配。TDMA时隙分配是为网络中的每个节点或每个任务分配不同时隙来无冲突地传输数据。多信道技术则为冲突节点分配不同的频率信道，可以避免干扰，提高网络吞吐量。然而，无人机网络的频率资源有限，现有的传输调度方法对于节点众多的大规模网络，仍存在严重的资源竞争和冲突问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够适应无人机集群中节点密集环境的一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置。

一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法，所述方法包括：

在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

其中一个实施例中，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据的步骤包括：

根据通信链路参数对可用信道资源进行三维划分。

将具有相同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为干扰，将具有不同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为不干扰。

根据通信链路之间的干扰状态值得到对应的干扰关系数据。

其中一个实施例中，根据通信网络的可用资源数据对所述干扰关系图中的顶点着色的步骤包括：

采用布尔代数法得到干扰关系图的最小覆盖数据。

根据最小覆盖数据的补集得到对应的极大独立集。

根据通信网络的可用资源数据得到对应的颜色集合，根据颜色集合对极大独立集的各个子集着不同颜色，得到对应的着色结果。

其中一个实施例中，通信节点采用定向天线建立通信链路。

链路空间参数的获取方式包括：

获取定向天线的波束划分参数，根据波束划分参数得到对应的子波束方向参数。

根据子波束方向参数得到对应通信链路的链路空间参数。

其中一个实施例中，链路频率参数的获取方式包括：