[发明专利]一种基于链路距离感知的资源分配方法

摘要

本发明提供了一种基于链路距离感知的资源分配方法，按照分环的半径，从远至近分别为每个圆环中的节点分配基本时隙，依次寻找可用的数据传输时隙，将其中的可用于数据传输的基本时隙分配给节点，当所有节点的需求都被满足，或所有的基本时隙都已经分配完，算法结束。本发明通过根据无线链路的距离，将所有的链路划分为K类，简化了协议设计与实现；每个链路的数据收发总时间，为某个基本时隙的整数倍；采用基本时隙的重分配方法，原本空闲不可用的基本时隙可被重分配给其他链路，提高了网络吞吐量，提升了协议效率。

主权项

1.一种基于链路距离感知的资源分配方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1：整个时间轴被划分为若干个时帧，每个时帧中有M个基本时隙，每个基本时隙的长度为δ，其中M、δ的具体数值根据整体网络的性能要求设定为常数或变量，数据收发总时间Δ为基本时隙长度δ的整数倍；数据源节点S的通信覆盖区域为一个半径为R的圆，将圆划分为K个圆环区域和一个圆盘区域，图2给出了当K＝3时，数据源节点S的通信覆盖区域被划分的示意图，其中，d_k表示第k个圆环或圆盘的半径，且d₁≤d₂≤……≤d_K≤R，其中1≤k≤K+1，且R、K、d_k的具体数值根据整体网络的性能要求设定为常数或变量；假设数据源节点S有N个邻节点，N>0，令N个邻节点的标识为{n₁,n₂,…,n_i,…n_N}，其中n_i>0，1≤i≤N，当数据源节点S的通信覆盖区域被分为K个环和一个圆盘之后，则N个邻节点被划分为K+1个子集{N₁_,N₂_,L,N_K+1}，且处于同一个分环或圆盘区域内的节点属于同一个节点子集，且处于同一个节点子集N_k中的节点将使用相同的数据收发总时间Δ_k，令节点S发送给节点n_i的数据需求为r_i个基本时隙；每个数据收发总时间Δ_k被划分为三部分：DATA数据传输的时间t_kδ、无线信号传播的往返时间e_kδ和ACK应答数据包的传输时间δ，以ACK应答数据包的传输时间δ作为基本时隙的时间长度，t_k和e_k的具体数值，根据整体网络的性能要求设定为常数或变量；根据数据源节点S的通信覆盖区域分环情况，将数据源节点S的N个邻节点划分为K+1个节点子集；初始化当前所处的圆环数k＝K+1，时隙分配结果表s(M)的每个元素均初始化为0；转步骤2为数据源节点S的邻节点分配基本时隙；所述的时隙分配结果表s[M]表示每个时帧中M个基本时隙的分配结果，其中s(j)表示第j个基本时隙(1≤j≤M)的分配结果，若第j个基本时隙(1≤j≤M)被分配为：数据源节点S向节点n_i发送DATA数据，则令s(j)＝n_i；若第j个基本时隙(1≤j≤M)被分配为：数据源节点S接收节点n_i发送的ACK数据，则令s(j)＝‑n_i；若第j个基本时隙未被分配，则令s(j)＝0；步骤2：如果k>0，则转步骤3为子集N_k中的节点分配基本时隙，否则资源分配方法结束；步骤3：如果子集N_k非空，则从子集N_k中随机选择一个节点n_i，转步骤4为节点n_i分配基本时隙；否则k减1，转步骤2；步骤4：如果节点n_i的数据需求r_i>0，则转步骤5为节点n_i分配基本时隙；否则，转步骤3；步骤5：初始化变量j＝0，按照步骤5.1‑5.6为节点n_i分配基本时隙；步骤5.1：令j加1；如果j+m_k‑1>M，则转步骤5.6，否则转步骤5.2；步骤5.2：如果s(j)＝0且s(j+m_k‑1)＝0，则说明找到了一个可用的数据传输时隙Δ_k，设置s(j)＝n_i，s(j+m_k‑1)＝‑n_i，令r_i减1，转5.3否则转步骤5.1；步骤5.3：如果r_i>0则，初始化p＝1，转步骤5.4，为节点n_i分配所找到的数据传输时隙内的可用基本时隙，否则，转步骤5.6；步骤5.4：令p加1；如果p>t_k‑1则该数据传输时隙已无基本时隙可用，转步骤5.1继续寻找下一个可用的数据传输时隙，否则转步骤5.5，继续为节点n_i分配所找到的数据传输时隙内的可用基本时隙；步骤5.5：如果s(j+p)≠0则转步骤5.4，否则，设置s(j+p)＝n_i，令r_i减1；如果r_i>0则转步骤5.4继续为节点n_i分配，否则转步骤5.6；步骤5.6：如果r_i＝0则将节点n_i从子集N_k中移除，转步骤3；否则k减1，转步骤2。