[发明专利]一种支持信息年龄优化的节点辅助调度方法

说明书

本发明提供了一种支持信息年龄优化的节点辅助调度方法，包括：步骤S1，分别采集各主节点初始状态下的信息年龄并置零；步骤S2，于第一多信道无线网络中添加多个辅助节点，并使每个辅助节点与目标节点建立通信连接形成第二多信道无线网络；步骤S3，为各主节点和各辅助节点分别配置数据包更新速率；步骤S4，针对每个时隙内的第二多信道无线网络，对各主节点、各辅助节点和各目标节点之间的链路进行协议干扰约束；步骤S5，构建整数线性规划问题，并根据贪婪算法求解整数线性规划问题进行链路调度以最小化平均信息年龄。有益效果是本发明能够通过合理调度链路提高信息传输的及时性，有利于优化平均信息年龄，满足用户对信息时效的要求。

技术领域

本发明涉及无线网络通信技术领域，具体而言，涉及支持信息年龄优化的节点辅助调度方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，人们对于信息接收的及时性也越来越重视，在环境监测、智能交通、工业生产等领域，都需要源节点向目标节点发送包含时间戳的状态信息。

传统的衡量信息新鲜度的指标，如延迟、吞吐量，已经难以充分体现消息的及时性，信息年龄(Age ofInformation,AoI)是一种衡量数据传输及时性的指标，在无线网络通信领域具有重要应用，它表示接收端最新接收到的数据的生成时间距离当下时间的时间间隔，描述的是接收端当前接收到的数据的新鲜程度，时隙调度用于规划无线网络中通信双方的信息传递顺序，通过时隙调度的方法优化网络的平均信息年龄可以有效地提升网络中数据传输的及时性，是提升网络数据传输及时性的一种重要手段。

但是目前的信息年龄应用方法中，信息年龄得不到较好的优化，在无线网络的每个时隙中，链路调度杂乱无章缺乏合理性，使得源节点在目标节点处的信息年龄较大，严重影响信息接收的及时性。

发明内容

本发明要解决的问题是：提供一种合理调度链路、最小化平均信息年龄、提高信息接收及时性的支持信息年龄优化的节点辅助调度方法。

为解决上述问题，本发明提供一种支持信息年龄优化的节点辅助调度方法，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，每个所述主节点均与可以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优化调度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。

优选的，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)＝t₁-S_i(t)

其中，

A_i(t)表示所述信息年龄；

t₁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。