[发明专利]联合功率控制的无线Mesh网络部分重叠信道分配方法

摘要

一种联合功率控制的无线Mesh网络部分重叠信道分配方法，包括以下步骤：1)根据网络负载确定需要分配的链路集合，使用链路的负载和潜在干扰确定链路的分配次序，为负载重和潜在干扰大的链路分配较高优先级；2)根据链路等级建立信干噪比(Signal to interference plus noise ratio，SINR)矩阵；3)依据链路等级的降序排列，计算链路使用不同信道时所有链路的SINR，将结果更新到SINR矩阵中；4)计算链路使用不同信道时全网的SINR，选择全网SINR最大的信道分配给链路；5)更新SINR矩阵6)调整节点发射功率，优化信道分配结果。本发明提供的联合功率控制的无线Mesh网络部分重叠信道分配方法可以有效的降低链路间干扰，提升网络性能。

主权项

1.联合功率控制的无线Mesh网络部分重叠信道分配方法，具体步骤如下：1)计算链路等级：链路lm的链路等级rank(lm)为：rank(lm)＝load(lm)×I(lm)，其中，load(lm)为链路lm的负载；其中，链路lm的潜在干扰I(lm)为：其中：表示链路l_m同信道干扰范围内链路的集合；表示在双径传输模型中链路l_g与链路l_m使用相同信道时，链路l_m接收到链路l_g发射的干扰功率；m∈[1，|e|]，e为需要分配链路的集合；2)构建信干噪比矩阵SINR|e|×11：按照链路等级的降序排列构建信干噪比矩阵SINR|e|×11，e为需要分配链路的集合；SINR|e|×11的各行为信道号，列为对应等级的链路，初始时由于所有链路均未分配信道，则SINR|e|×11为零矩阵；3)计算链路的信干噪比：在为链路lm分配信道时，计算链路lm使用不同信道时网络中所有链路的信干噪比，并更新到SINR|e|×11中；链路lm信干噪比的计算表达式为：其中，表示链路l_m的接收节点接收到的信号功率；N₀是背景噪声；是链路l_m的干扰链路的集合，链路l_m的干扰范围为链路l_m两端节点干扰范围的并集；表示链路使用部分重叠信道时链路l_g对链路l_m的干扰功率，其计算公式为：其中，i，j表示信道号，od(i,j)表示信道i，j的频谱重叠度；4)计算链路lm使用不同信道时全网的信干噪比：当链路lm使用信道i时全网的信干噪比，用SSINR(lm,i)表示，分别计算链路lm使用信道1～11的SSINR。其中，链路l_m使用信道i时链路l_n的信干噪比，链路l_n为除链路l_m外的其他链路任意链路；5)更新SINR|e|×11：若链路lm使用信道i时SSINR达到最大值，则将SINR|e|×11的各列元素数值均与第i列元素数值保持一致，即选择SSINR最大的信道分配给链路lm；6)重复上述步骤3)～5)，直至所有链路均已分配信道；7)调整节点的发射功率，优化信道分配结果；按照节点与网关距离的升序排列依次调整发射节点的发射功率，确保对应接收节点的信干噪比均满足约束条件；信干噪比的约束条件之一为：SINR(a)≥Cth其中，a∈V，即a为网络中需要传递或接收信息的节点集合V中的任意接收节点；Cth是确保信号能被正确接收的门限值，其中，b为发射节点；Pba表示节点b发送的信号在a节点处的接收功率；Na是节点a的干扰节点集合；v为干扰节点集合Na中的一个干扰节点；Pva表示干扰节点v的发送的信号在a节点处的干扰功率；N0是背景噪声；约束条件之二为：其中：sum(b)表示对于任意发射节点b其干扰范围内所有节点的信干噪比总和；v1是节点b接收节点的集合，s为该节点集合中的一个节点；v2是节点b干扰范围内与其不直接相连的节点，t为该节点集合中的一个节点；调整节点功率时，按照节点距离网关的距离决定调整次序，为网关附近的节点分配较高优先级；调整节点功率时，按照节点与网关距离的升序排列依次调整发射节点的发射功率；从网关开始依次对网络中发射节点进行功率调整，用MinP表示发射节点所有接收节点的信干噪比均满足约束条件一的最小值；用MaxP表示发射节点干扰范围内其它节点的信干噪比均满足约束条件二的最大值，若MaxP<0，则取MaxP＝0；若MinP>MaxP，将节点的发射功率调整为MinP，否则调整为MaxP；8)重复步骤1)～7)，直至所有节点的信干噪比均满足步骤7)中两项约束条件，完成整个分配方法的全部步骤。