[发明专利]一种用于独立多信道TDMA网络的无冲突链路调度方法

摘要

本发明提出了一种用于独立多信道TDMA网络的无冲突链路调度方法，实现步骤为：1.创建独立多信道TDMA网络模型；2.获取独立多信道TDMA网络模型的冲突图；3.获取冲突图的补图；4.对补图中的节点重新进行编号；5.获取新的补图；6.判断新的补图是否为空图，若是，则执行步骤7，否则，用新的补图替代原有补图，执行步骤4；7.为最大团集合中的每个最大团分配信道频率。本发明保证了网络容量的同时，花费了较小的计算量，降低了独立多信道TDMA网络链路调度的时间复杂度，本发明对补图中的节点重新进行编号，优化了回溯法的节点的深度搜索顺序，降低寻找到最大团的时间，进一步降低了独立多信道TDMA网络链路调度的时间复杂度。

主权项

1.一种用于独立多信道TDMA网络的无冲突链路调度方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)创建独立多信道TDMA网络模型：(1a)创建包括节点集合N、边集合E和信道频率集合F的独立多信道TDMA网络模型，其中N＝{1,2,…,k,…n}，k表示节点的序号，n表示节点的总数，n≥2；E＝{e_1,2,e_2,1,…,e_p,q,e_q,p,…,e_s,t,e_t,s}，p≠q,s≠t，e_p,q和e_q,p分别表示起点为节点p、终点为节点q的有向边以及起点为节点q、终点为节点p的有向边，有向边的数量为x，2≤x≤n(n‑1)；F＝{f₁,f₂,…,f_l,…,f_m}，f_l表示第l个信道频率，m表示信道频率的总数，m≥2；(1b)定义E中相交的有向边为存在主要冲突的有向边，E中不相交但同时与第三条边相交，且第三条有向边的起点和终点分别为一条有向边的起点和另一条有向边的终点，则这两条有向边为存在次要冲突的有向边；(2)获取独立多信道TDMA网络模型的冲突图G：(2a)设置节点个数与集合E中有向边数量x相等的节点集合V，至少存在一个最大团的最大团集合MS，并将集合V和集合MS清空；(2b)将集合E中的每一条有向边e_p,q映射到集合V中的节点上，得到节点集合V'；(2c)将集合V'中与集合E包含的所有存在主要冲突的有向边对应的节点通过实线连接，同时将与集合E包含的所有存在次要冲突的有向边对应的节点通过实线连接，并按照自然数集以递增的方式对集合V'中的每个节点进行编号，得到独立多信道TDMA网络模型的冲突图G；(3)获取冲突图G的补图G'：将冲突图G中与集合E包含的所有既不存在主要冲突又不存在次要冲突的有向边对应的节点通过虚线连接，并删除冲突图G中的所有实线有向边，得到冲突图G的补图G'；(4)对补图G'中的节点重新进行编号：按照{y,1}，{y‑1,2}，{y‑2,3}，···的编号规律，依次对补图G'中的节点重新进行编号，实现步骤为：(4a)设置号码集合，并删除补图G'中所有节点的号码：设置最大值y与补图G'的节点总数相等的号码集合I＝{1,2,…,i,…,y}，其中i表示用于重新对补图G'中节点编号的号码，并删除补图G'中每个节点的号码；(4b)对补图G'中度最大和度次大的节点进行编号：按照节点度从大到小的顺序对补图G'中未编号的节点进行排序，并用集合I中最后一个号码对补图G'中节点度最大的节点进行编号，同时用集合I中第一个号码对补图G'中节点度次大的节点进行编号，然后从集合I中删除已使用过的该两个号码；(4c)判断补图G'中已编过号的两个节点各自的邻居节点集合中是否各自存在一个未编号的节点，若是，执行步骤(4d)，否则，执行步骤(4f)；(4d)判断补图G'中已编过号的两个节点各自的邻居节点集合中各自存在的一个未编号的节点是否互为邻居节点，若是，执行步骤(4e)，否则，执行步骤(4f)；(4e)对邻居节点进行编号：用集合I中的第一个号码对补图G'中节点度最大的节点的邻居节点进行编号，同时用集合I中的最后一个号码对补图G'中节点度次大的节点的邻居节点进行编号，然后从集合I中删除已使用过的该两个号码，并执行步骤(4f)；(4f)判断集合I中的号码个数是否大于1，若是，执行步骤(4b)，否则，执行步骤(4g)；(4g)判断集合I中的号码个数是否等于1，若是，用集合I中的最后一个号码对补图G'的最后一个节点进行编号，并用编号后的补图替代补图G'，得到重新进行编号后的补图G”，否则，用步骤(4b)和(4e)编号后的补图替代补图G'，得到重新进行编号后的补图G”；(5)获取新的补图H：将补图G”的最大团M加入到集合MS，并从补图G”中删除最大团M中的节点，得到新的补图H；(6)判断新的补图H是否为空图，若是，则执行步骤(7)，否则，用新的补图H替代补图G'，并执行步骤(4)；(7)为集合MS中的每个最大团分配信道频率：在当前时隙为集合MS中的每一个最大团分配集合F中任一信道频率f_l，并判断集合MS中是否存在未分配到信道频率的最大团，若是，在当前时隙的下一个时隙为集合MS中未分配到信道频率的最大团分配信道频率，直到MS中所有的最大团都分配到信道频率为止，否则，实现对集合MS中的每个最大团的信道频率分配。