[发明专利]基于动态补偿的跨层拓扑控制方法及其通信系统

权利要求书

1.一种基于动态链路补偿的跨层拓扑控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，节点将三维空间划分为不同的区域，针对不同的区域形成不同指向的宽波束进行邻节点搜索，以完成邻节点发现；

各个节点独立执行最小生成树MST算法，生成初始拓扑图；

各节点设定三个门限值，第一门限值规定节点补偿链路数量的上限值，第二门限值T_H规定节点缓存占用率的上阈值，第三门限值T_L规定节点缓存占用率的下阈值，所有节点设置相同的第一门限值、相同的第二门限值和相同的第三门限值；

步骤二，设定时间间隔Δt，节点v_i的运输层按照该时间间隔定期计算节点v_i在当前时刻t的缓存占用率η_i(t)以及节点缓存占用率的变化率γ_i(t)，并将η_i(t)和γ_i(t)封装到跨层数据单元CLDU中，然后将跨层数据单元发送给节点v_i的数据链路层；节点v_i建立一个受助节点集合V_i^r和一个施助节点集合V_i^h，表示集合V_i^r中的元素个数，表示集合V_i^h中的元素个数，初始化表示空集合；

步骤三，节点v_i通过与其各个邻节点间进行信息交互，以获得v_i的各个邻节点v_j(v_j∈V_iⁿ)在时刻t的缓存占用率η_j(t)；节点v_i根据获得的其邻节点v_j的η_j(t)、和信息，找到所有满足η_j(t)＜T_H、且的邻节点构成节点v_i的候选施助节点集合V_i^ch；节点v_i将V_i^ch中在的施助节点集合V_i^h中的节点，或者在集合V_i^c,init中的节点删除，并对V_i^ch中的元素按照其缓存占用率的大小进行升序排序，其中，节点v_i建立的邻节点集合记为V_iⁿ＝V-{v_i}，V表示网络中的节点集合，V_i^c,init表示初始拓扑中与节点v_i建立链路的邻节点集合，初始化节点v_i根据和判断其链路补偿情况，若满足且则执行步骤四，若满足且则执行步骤五，若满足且则执行步骤六；

步骤四，节点v_i将其在时刻t的缓存占用率的变化率γ_i(t)与0进行比较，若满足γ_i(t)＜0，则等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；若满足γ_i(t)≥0，则v_i计算经过时间间隔Δt后其缓存占用率η_i(t+Δt)，并判断η_i(t+Δt)是否超过第二门限T_H，若满足η_i(t+Δt)＞T_H，则执行步骤七，若满足η_i(t+Δt)≤T_H，则等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；

步骤五，节点v_i将其在时刻t的缓存占用率的变化率γ_i(t)与0的进行比较，若满足γ_i(t)＜0，则节点v_i再将其在时刻t的缓存占用率η_i(t)与第三门限T_L进行比较，若满足η_i(t)≤T_L，则执行步骤八，若满足η_i(t)＞T_L，则等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；若满足γ_i(t)≥0，则节点v_i将其施助节点集合包含的元素个数与第一门限进行比较，若满足则等待时间间隔Δt后重新执行步骤三，若满足则v_i计算经过时间间隔Δt后其缓存占用率η_i(t+Δt)，并判断η_i(t+Δt)是否超过第二门限T_H，若满足η_i(t+Δt)＞T_H，则执行步骤七，若满足η_i(t+Δt)≤T_H，则等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；

步骤六，节点v_i将其在时刻t的缓存占用率的变化率γ_i(t)与0进行比较，若满足γ_i(t)＜0，则等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；若满足γ_i(t)≥0，则v_i计算经过时间间隔后Δt其缓存占用率η_i(t+Δt)，并判断η_i(t+Δt)是否超过第二门限T_H，若满足η_i(t+Δt)＞T_H，则执行步骤八，若满足η_i(t+Δt)≤T_H，则等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；

步骤七，节点v_i从候选施助节点集合V_i^ch中选择缓存占用率最小的节点v_m，v_i向v_m发出补偿链路建立请求，若补偿链路建立成功，则节点v_i与节点v_m之间建立补偿链路，以使v_i利用该补偿链路进行数据传输，节点v_i等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；若补偿链路建立失败，则节点v_i放弃与v_m建立补偿链路，然后节点v_i等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；

步骤八，节点v_i判断自己的链路补偿状态，若满足且节点v_i从施助节点集合V_i^h中选择最先与节点v_i建立补偿链路的节点v_l，并且v_i拆除其与v_l之间的补偿链路，v_i等待时间间隔Δt后重新执行步骤三；若满足且则节点v_i从受助节点集合V_i^r中选择最先与节点v_i建立补偿链路的节点v_k，并且v_i拆除其与v_k之间的补偿链路，v_i等待时间间隔Δt后重新执行步骤三。