[发明专利]基于图论的OFDMA无线多跳网资源分配方法

摘要

本发明公开了一种基于图论的OFDMA无线多跳网资源分配方法，主要解决现有技术进行链路子载波分配时资源利用率低的问题，其实现步骤为：（1）产生无线多跳网络的拓扑图，根据拓扑图和图中的业务流，产生业务路由矩阵，得到每条链路所需的速率，根据单载波速率计算每条链路所需要的子载波的数目，利用着色理论对链路进行子载波预分配，获得链路组合矩阵；（2）用多次匈牙利算法将所有的子载波分配给组合矩阵的每个列组合，将每个列组合中各个链路上的子载波的速率相加，得到列组合的传输速率，再将所有列组合的传输速率相加，得到总传输速率。本发明实现了频率资源的复用和载波的最优分配，并保证所有链路互不干扰，具有资源利用率高的优点。

主权项

1.一种基于图论的OFDMA无线多跳网资源分配方法，包括如下步骤：（1）根据节点和链路产生基于OFDMA无线多跳网络的拓扑图G(V,E)，根据网络拓扑图和业务流，产生业务路由矩阵R，其中，V是图的顶点集合，E是图的边集合；所述顶点集合V，包括多跳网络中的1个基站、d个中继站和m个移动终端，d≥1，m≥1，每个移动终端产生一个有向业务流，每个业务流所需要的最小速率为h_i，1≤i≤m；所述边集合E，包括多跳网络中的l条链路，l≥2；（2）计算每条链路所需要的子载波的数目：2a）根据每个业务流所需要的最小速率h_i和业务路由矩阵R，计算每条链路所需要的传输速率v_i，1≤i≤l；2b）利用香农公式计算单载波平均传输速率q，用每条链路所要求的传输速率v_i除以单载波平均传输速率q，得出每条链路所需要的子载波数目n_i，1≤i≤l；（3）根据每条链路所需要的子载波数目n_i和相邻链路的干扰情况，利用着色理论对链路进行子载波预分配设置，以获得链路组合矩阵g：3a）对s个OFDM的子载波进行编号：c₁、c₂……c_s；3b）根据第一条链路需要的子载波的数目n₁，将子载波c₁、分配给该链路；3c）根据第二条链路需要的子载波的数目n₂，从子载波c₁开始给该链路分配，即将子载波c₁、分配给第二条链路；若第二条链路与第一条链路之间存在干扰，则从未分配给第一条链路的子载波中，按子载波序号的顺序，给第二条链路依次分配n₂个子载波，即子载波3d）依次类推，给剩下的链路分配子载波，每次都从子载波c₁开始分配，若其它已分配过子载波的链路对该链路有干扰，则分配给其它链路上的子载波不再参加分配，即从剩下的子载波中，按子载波序号的顺序，给该链路分配满足所需要的数目的子载波，确保所有的链路上分配的子载波数目满足要求；3e）预分配设置结束后，由每条链路的标号及每条链路分配的子载波设置，获得链路组合矩阵g，该组合矩阵g中的每列元素表示可重复利用同一个载波的链路标号；（4）用多次匈牙利算法将s个子载波分配给组合矩阵g的每个列组合，将每个列组合中各个链路上的子载波的速率相加，得到组合矩阵g中每个列组合的传输速率，再将所有列组合的传输速率相加，得到总传输速率。