[发明专利]一种支持信息年龄优化的节点辅助调度方法

权利要求书

1.一种支持信息年龄优化的节点辅助调度方法，其特征在于，预先构建包含多个主节点和多个目标节点的一第一多信道无线网络，每个所述主节点均可以与所有的所述目标节点建立通信连接，所述节点辅助调度方法包括：

步骤S1，分别采集各所述主节点初始状态下的一信息年龄并将各所述信息年龄置零；

步骤S2，于所述第一多信道无线网络中添加预设数量的多个辅助节点，并使每个所述辅助节点与所有的所述目标节点建立通信连接形成一第二多信道无线网络；

步骤S3，为各所述主节点和各所述辅助节点分别配置一数据包更新速率，使各所述主节点基于对应的所述数据包更新速率与各所述目标节点之间进行数据包传输，并使各所述辅助节点基于对应的所述数据包更新速率辅助各所述主节点进行数据包传输，以减少各所述主节点的所述信息年龄；

步骤S4，针对每个时隙内的所述第二多信道无线网络，对各所述主节点、各所述辅助节点和各所述目标节点之间的链路进行协议干扰约束；

步骤S5，基于各所述主节点、各所述辅助节点和各所述目标节点构建一整数线性规划问题，并根据贪婪算法求解所述整数线性规划问题进行链路调度以最小化所述信息年龄的一平均信息年龄。

2.根据权利要求1所述的节点辅助调度方法，其特征在于，所述步骤S3中，各所述主节点于每个所述目标节点处的所述信息年龄的表达式如下所示：

A_i(t)＝t-S_i(t)

其中，

A_i(t)表示所述信息年龄；

t表示当前时刻；

S_i(t)表示所述目标节点最新接收到的数据包的产生时刻。

3.根据权利要求1所述的节点辅助调度方法，其特征在于，所述步骤S3中，各所述辅助节点辅助所述主节点进行数据包传输的算式表达如下所示：

其中，

p表示所述主节点；

b表示所述目标节点；

t表示所述第二多信道无线网络内的任一所述时隙；

表示所述时隙内所述主节点是否向目标节点传输数据包；

表示所述时隙内所述辅助节点是否辅助所述主节点向所述目标节点传输数据包；

v表示所述目标节点的个数；

T表示预设的截止时间。

4.根据权利要求1所述的节点辅助调度方法，其特征在于，所述步骤S4中，对各所述主节点和各所述目标节点之间的所述链路进行协议干扰约束的过程如下所示：

其中，

p_p,b表示所述主节点的传输功率；

R_T表示所述主节点的传输范围；

R_I表示所述主节点的干扰范围；

β表示传输功率阈值；

α表示干扰功率阈值；

n表示路径损失指数；

p_max表示最大传输功率；

表示最大传输范围；

表示最大干扰范围。

5.根据权利要求1所述的节点辅助调度方法，其特征在于，所述步骤S4中，各所述链路同时活跃的过程如下所示：

其中，

d_p,b表示第p个所述主节点和第b个所述目标节点之间的距离；

d_b,k表示第b个所述主节点和第k个所述目标节点之间的距离；

p_p,b表示第p个所述主节点的传输功率；

p_k,h表示第k个所述主节点的传输功率；

p_max表示最大传输功率；

表示最大传输范围；

表示最大干扰范围；

n表示路径损失指数；

I_p表示第p个所述主节点传输范围内的节点集合；

I_b表示第b个所述目标节点干扰范围内的节点集合；

表示所述时隙内所述主节点是否向所述目标节点传输数据包；

表示所述时隙内所述主节点是否向所述目标节点传输数据包。