[发明专利]一种无线自组网并发传输协议联合优化设计方法

说明书

本发明公开了一种无线自组网并发传输协议联合优化设计方法，该方法在大规模网络干扰模型下，得出无线自组网中通信链路周围存在的干扰总量。通过分析理想网络环境的各项参数，给出网络目标函数，然后基于约束优化求解基本的网络容量。随后本发明将无线自组网中的并发传输问题转换为联合功率控制与链路调度的优化问题，通过引入双链路通信架构来求解最优功率问题。本发明利用主从传输，在基于功率控制的基础上可以确定性调度出所有可同时进行信息传输的通信链路，即最优并发传输设计方法，为无线自组网的并发传输技术提供了重要的参考。

技术领域

本发明涉及无线自组网并发传输领域，尤其涉及一种无线自组网并发传输协议联合优化设计方法。

背景技术

在军事领域中，无线自组织网络的能效一直是一个非常重要的问题。如何有效分配网络资源显得尤为重要，例如如何在链路调度，路由，信道分配和功率控制方面合理分配网络资源，以此来提高通信网络的整体性能。通常情况下，网络中不同的资源都是耦合在一起的，这对我们单独确定某项性能的最优性造成困难，这就需要采用联合优化的方法来提出一种新的解决方案。另外，为了满足流量需求的快速增长，无线自组织网络的结构也开始变得越来越复杂。因此，联合优化方案也成为一个十分具有挑战性的问题，这就要求我们建立有效的自组织网络，以有效利用无线电频谱并使能耗最小化。为了有效利用无线电频谱并减少能耗，应适当确定每条链路的传输功率以及目标干扰功率，从而在功率控制的基础上联合调度来实现最高效的并发传输。这就促使我们要开发出更加高效的联合优化方案，将优化变量视为传输功率控制和链路调度等资源分配策略的组合。

发明内容

发明目的：针对上述基于联合优化方案的并发传输场景，本发明提出一种无线自组网并发传输协议联合优化设计方法。对网络区域中的通信链路进行最优传输功率与目标干扰功率分析，基于约束优化获取理论最优值。然后，提出基于主传输和从传输的调度方案，通过功率控制实现最接近理论最优值的实际传输功率和目标干扰功率，进而完成最佳的链路调度方案，充分利用网络资源，实现最高效的并发传输。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种无线自组网并发传输协议联合优化设计方法，具体包括以下步骤：

步骤1：分析基于联合调度与功率控制的无线自组网并发传输方案，给出模型结构，计算通信链路相应的信干噪比值SINR，给出网络目标函数；

步骤2：分析理想网络环境的各项参数，其中包括：无限大对称网络区域中干扰链路的源节点到其相邻链路的目的节点之间的距离d，无限大对称网络区域中目标节点处的信干噪比SINR，无限大对称网络区域中单条链路所占据的区域大小S，无限大对称网络区域中每传输一比特数据所消耗的能量E，借助上述参数分析，转换步骤1中的网络目标函数，以理想无限大对称网络区域中的能耗和信干噪比为约束条件来求解基本的网络容量；

步骤3：在理想网络环境的基础上引入实际双链路通信网络架构，计算实际无线自组网中通信节点间的相互干扰，以能耗及所需信干噪比为约束条件，计算最优的功率值；

步骤4：表述主/从传输概念，根据网络信息确定主/从传输链路，基于最优解，给出通信链路调度规则，主传输调度从传输链路，确定相应的并发传输集合，实现节能高效的并发传输。

进一步，分析基于联合调度与功率控制的无线自组网并发传输方案，给出模型结构，计算通信链路相应的信干噪比值SINR，给出网络目标函数其具体步骤如下：

步骤1-1：此设计方法为每个通信节点设计了一种信息表来记录邻居节点的相关信息，称为邻居节点信息表(Neighbor Note List，NNL)，NNL(i)中记录着节点i周围即将发送或接收数据的节点的信息，包括：

1)节点u的地址；