[发明专利]一种基于时分复用的虚拟多信道分配方法

摘要

本发明涉及无线Mesh网络中基于时分复用的虚拟信道分配方法，属于无线通信技术领域。本发明通过将MAS时隙再分割成子时隙并进行编号，并将每个MAS中编号相同的子时隙视为一组，称为虚拟信道。通过构建二跳节点干扰模型，引入图着色的方法，即被染上相同颜色的链路可以同时使用同一虚拟信道。通过图着色对网络中的链路进行虚拟信道分配，由于两跳或两跳以外的节点互不干扰，因此可以链路两跳以外的链路可以同时使用相同虚拟信道。与目前Mesh网络中现有资源分配问题相比，本发明充分考虑了时隙的利用率，提出了一种提高网络吞吐量的时分复用虚拟多信道分配方法。

主权项

1.一种基于时分复用的虚拟多信道分配方法，其特征在于该方法适用于单信道接入方式的Mesh网，该方法包括：(1)将信道划分为多个虚拟信道；具体方法为：将超帧细分为多个，其中一份为一个虚拟信道，从而将信道划分为了多个虚拟信道；(2)建立基于最大激活链路的网络最优信道分配问题的目标优化函数为：s.t.(x_ih+x_jh)y_ij＝2,i∈μ,j∈Adj(i),h∈β且j∈Adj(i),i∈Adj(j),h∈βy_ij∈{0,1},i,j＝1,2...N式中，X＝(X₁,X₂,...,X_N)^T，X_i＝(x_i1,x_i2,...x_ih,...x_iM)，x_ih＝1表示网络中节点i被分配到虚拟信道h，x_ih＝0表示节点i没有分配到虚拟信道h；μ＝(1,2,...,N)表示网络中节点集合；β＝(1,2,...,M)表示节点可用的虚拟信道集合，M表示可用的虚拟信道数目；Y＝(y_ij)_N×N，y_ij表示节点i与节点j之间的链路情况，y_ij＝1时表示节点i与节点j存在链路，否则表示不存在；形如Adj(·)表示节点·的邻节点域；形如R_o＝(r_o1，r_o2,...,r_oN)表示节点o与其他节点的关系，形如r_o·＝1时表示节点o与节点·相邻，否则表示不相邻；L_ij＝(l₁,l₂,...l_N)表示节点i与节点j之间的激活链路占用节点情况，其中，元素l_i＝1,l_j＝1，其余元素值都为0；c_ih＝0时表示节点i未占用虚拟信道h，c_ih＝1时表示节点i占用虚拟信道h，c_ih＝2时表示节点i可占用虚拟信道h，但是暂时没有占用，待分配；(3)将矩阵X置0，矩阵Y置0，矩阵C^H置0，节点干扰域向量初值A⁰置0，l＝0；(4)在网络中选择一未分配节点i，并且在节点i的邻节点域中一未分配节点j，确定链路占用向量L_ij，再从β中选择一未分配虚拟信道h占用，同时根据节点和信道的分配情况更新矩阵X，Y，C^H；(5)计算干扰节点域向量A^l+1＝R_i+R_j+A^l；其中，A^l表示第l次的节点干扰域向量；(6)在A^l+1以外选择一个节点i'，若A^l+1外还存在另一个邻接点j'，则确定链路占用向量L_i'j'，并选择虚拟信道h占用，同时根据节点和信道的分配情况更新矩阵X，Y，C^H，并执行步骤(7)；若不存在另一个邻接点j'，执行步骤(8)；(7)将i＝i'，j＝j'，判断A^l+1向量是否不全为1，若是，将l＝l+1,返回执行步骤(5)，若全为1，执行步骤(8)；(8)判断虚拟信道是否都占用完毕，若否，则返回步骤(4)；若是，信道分配完毕，获取此时的矩阵X。