[发明专利]一种面向无线网络的周期性时隙分配方法

权利要求书

1.一种面向无线网络的周期性时隙分配方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1，对于一个有f个节点的网络SN，通过无线网络进行连接；

步骤2，构建无线网络节点的时隙参数集合、每个节点的时隙之间的间隔数组；

步骤3，计算无线网络中每个节点的所能接受的总时间间隔，选择所能接受的总时间间隔，选择最小值的无线网络中节点作为时隙分配节点，进一步为时隙分配节点的每个时隙需求分配时隙，针对无线网络中除时隙分配节点外剩余的节点为剩余的节点的每个时隙需求分配时隙；

步骤4，时隙分配的延迟检测与判定；

所述步骤1具体为：

f个节点通过网络SN中的某一信道的时隙来进行数据的发送，其中第一个时隙记为时隙0，第二个时隙记为时隙1，以此类推，对每个时隙按照时间顺序进行标记，每个时隙因此被标记一个时隙编号；

步骤2所述无线网络节点的时隙参数集合，定义为：

data_i，k＝{BN_i，k，SN_i，k，BSN_i，k}，i∈[1，f]，k∈[1，L]

其中，data_i，k表示无线网络中第k时刻第i个节点的时隙参数集合，BN_i，k表示无线网络中第k时刻第i个节点的总后退次数，SN_i，k表示无线网络中第k时刻第i个节点的最长后退步数，BSN_i，k表示第k时刻无线网络中第i个节点的总后退步数，f表示无线网络中节点的数量，L表示时刻的数量；

其中任意一个节点N_i，i∈[1，f]，需要NT_i个时隙来进行数据的发送；

步骤2所述每个节点的时隙之间的间隔数组，定义为：

其中，M_i为无线网络中第i个节点的时隙之间的间隔数组，m_i，0，1为无线网络中第i个节点的请求时隙分配后即可跳过分配时隙的最大数量，m_i，j，j+1为无线网络中第i个节点的第j+1个需要分配的请求时隙与第j个需要分配的请求时隙之间的最长间隔，i∈[1，f]，

j∈[1，NT_i]，f表示无线网络中节点的数量，NT_i表示无线网络中第i个节点的请求时隙的数量；

所述BN_i，k，后退是指给节点N_i，k分配时隙时，由于存在其他节点，占用了节点N_i，k所需要的时隙，导致节点N_i，k所需时隙的分配被延后；

所述SN_i，k，最长后退步数SN_i，k是指节点N_i，k截止到下一次时隙分配前所进行的后退中，后退的最长的时隙间隔数；在时隙分配开始时，所有的节点的最长后退步数均为0；

所述BSN_i，k，总后退步数BSN_i，k是指节点N_i，k截止到下一次时隙分配前所进行的后退的总的步数；在时隙分配开始时，所有的节点的总后退步数均为0；

所述M_i，对于节点N_i，k，其每个时隙都有一个分配的间隔要求，对于需要NT_i，k个时隙的节点N_i，k；

任意相邻的两个时隙之间的间隔要求所构成的间隔要求集合M为：

M(Ni)＝{mi0，mi1，miNTi-1}

其中，mi0为节点Ni请求时隙分配后，可跳过分配时隙的最大数量；mil为第二个需要分配的时隙与第一个需要分配的时隙之间的最长间隔；mi2为第三个需要分配的时隙与第二个需要分配的时隙之间的最长间隔；以此类推，miNTi-1为最后一个需要分配的时隙与倒数第二个需要分配的时隙之间的最长间隔；

步骤3所述计算无线网络中每个节点的所能接受的总时间间隔，具体为：

其中，M’_i是第i个点的所能接受的总时间间隔，m′_i，j，k是无线网络中第k时刻第i个节点分配时隙后可跳过时隙的最大数量，NT_i，k是无线网络中第k时刻第i个节点总的时隙请求数量，f表示无线网络中节点的数量，k表示第k时刻；

步骤3所述选择所能接受的总时间间隔，选择最小值的无线网络中节点作为时隙分配节点，具体为：

在M′₁，M′₂，...，M′_f中选择最小值为M′_min；

所述时隙分配节点为无线网络中第min个节点；

步骤3所述为时隙分配节点的每个时隙需求分配时隙，具体为：

无线网络中第min个节点第一个时隙需求分配的时隙为0；

无线网络中第min个节点从第二个时隙需求分配时隙开始，每个时隙需求分配的时隙为：

其中，m_min，j是k时刻节点第min个节点分配时隙，被分配的时隙号码加上可跳过时隙的最大数量对应的时隙号码；

步骤3所述针对无线网络中除时隙分配节点外剩余的节点为剩余的节点的每个时隙需求分配时隙，具体为：

步骤3.1：针对无线网络中除时隙分配节点外剩余的节点，计算任意为分配时隙的节点N_i，k按照其对应的间隔要求集合M_i，k、已分配时隙的节点所占用的时隙，计算节点N_i，k的时隙分配权重参数Q_i，k：

其中，称为最长后退步数系数，称为总后退步数系数；

步骤3.2：求出所有待分配时隙的节点中，Q_i，k最小的节点N′_i，k，然后为节点N′_i，k分配时隙；如果存在Q_i，k相等的情况，则选择M_i，k最小的那个节点进行分配；

重复上述步骤3.1、步骤3.2，直到所有的节点所需时隙都得到分配。

2.根据权利要求1所述的面向无线网络的周期性时隙分配方法，其特征在于，步骤4所述时隙分配的延迟检测与判定为：

对于步骤3得到的时隙分配结果，对任意节点Ni的间隔要求集合M，如果节点Ni的第j个时隙请求，分配到时隙k；而节点Ni的第j+1个时隙请求，分配到时隙k’，则计算：

步延迟检测：m_ij’＝k’-k

步延迟判定：

出现延迟的情况：如果m_ij’m_ij，则表明对节点Ni的时隙分配出现了延迟；

不存在延迟的情况：如果对于节点Ni，不存在任何m_ij’＞m_ij，则表明时隙分配不存在延迟；

其中，m_i,j是第i个节点的第j个时隙请求；

k是节点Ni的第j个时隙请求，分配到的时隙；

k’是节点Ni的第j+1个时隙请求，分配到的时隙。