專利名稱：多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信和信息傳播技術(shù)，尤其涉及一種用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法。
背景技術(shù)：
單信道無線網(wǎng)絡(luò)中存在的一個(gè)主要問題就是多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)傳輸時(shí)，彼此間的干擾帶來的容量降低的問題。尤其隨著節(jié)點(diǎn)密度的增加將加劇節(jié)點(diǎn)間的競爭和發(fā)送分組之間的沖突，同時(shí)大量的節(jié)點(diǎn)退避降低了信道利用率并導(dǎo)致吞吐量的迅速下降。針對該問題，可以采用多信道無線網(wǎng)絡(luò)。在多信道無線網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)可用不同的信道并行發(fā)送與接收數(shù)據(jù)， 相鄰鏈路可以同時(shí)傳輸，而不發(fā)生沖突。由于節(jié)點(diǎn)可用的無線網(wǎng)絡(luò)接口卡以及可分配的信道數(shù)目受限，因此存在如何將鏈路分配到不同的信道，以降低網(wǎng)絡(luò)干擾、增加網(wǎng)絡(luò)容量的問題。目前研究者在多信道分配算法方面開展了大量的研究工作，取得了很多的研究成果。根據(jù)多信道分配算法對節(jié)點(diǎn)接口卡數(shù)目要求的不同，可以將多信道分配算法分為單接口多信道分配算法和多接口多信道分配算法兩類。1、在單接口多信道分配算法中，節(jié)點(diǎn)問需要一定的信道協(xié)商機(jī)制，目前主要有兩種信道協(xié)商方式1)接口卡周期性的回到公共信道交換協(xié)商信息，并聲明下一個(gè)周期內(nèi)自己使用的信道，MMAC協(xié)議是該類算法的典型代表，該協(xié)議將時(shí)間劃分為“Beacon intervals”，在每個(gè)Beacon intervals的開始處定義了一段持續(xù)時(shí)間稱為“ATIM窗口 ”，各節(jié)點(diǎn)在該時(shí)間段中都將自己的接口卡切換到預(yù)先定義的公共信道上進(jìn)行信道協(xié)商，在ATIM 窗口結(jié)束后，各節(jié)點(diǎn)將信道切換到協(xié)商好的信道進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。2~)各節(jié)點(diǎn)使用一個(gè)“眾所周知”的信道切換序列動態(tài)的切換信道，其典型代表是SSCH算法，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)可配備一個(gè)無線網(wǎng)卡，將時(shí)間劃分為多個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙按照已設(shè)定的信道序列進(jìn)行切換，采用該方法，網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)需要知道其相鄰節(jié)點(diǎn)的信道跳變序列，與其通信時(shí)，將網(wǎng)卡工作在對應(yīng)信道。2、在多接口多信道分配算法中，根據(jù)接口卡切換策略的不同，將算法分為三類 1)靜態(tài)分配方案。在該類方案中，接口卡所綁定的信道在較長的時(shí)間內(nèi)保持不變，如 C-Hyacinth算法，C-Hyacinth給出了一個(gè)集中式求解信道分配和路由策略的通用算法框架，該算法需要預(yù)先獲得網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、各節(jié)點(diǎn)的接口卡數(shù)目和節(jié)點(diǎn)間的流量記錄文件，使用循環(huán)迭代、逐步求精的方法求解節(jié)點(diǎn)間的信道分配和路由路徑，并提出了一種基于貪心策略的信道分配算法；幻動態(tài)分配方案。在該類方案中，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的接口卡所使用的信道動態(tài)變化，如DCA協(xié)議，DCA(Dynamic Channel Allocation)協(xié)議將信道分為控制信道和數(shù)據(jù)信道，節(jié)點(diǎn)配備多個(gè)無線網(wǎng)卡，一個(gè)網(wǎng)卡工作于控制信道用于交換控制信息協(xié)商信道，其余可以在多個(gè)數(shù)據(jù)信道間切換用于鏈路傳送數(shù)據(jù)包和應(yīng)答包；3)混合式分配方案。在該類方案中，節(jié)點(diǎn)的一部分接口卡所綁定的信道保持不變，其余接口卡綁定的信道根據(jù)傳輸需求動態(tài)變化，如PCAM算法，該算法使用三個(gè)接口卡進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)，一個(gè)用于發(fā)送數(shù)據(jù)，第三個(gè)用于節(jié)點(diǎn)間的控制信息傳遞，該算法不需要嚴(yán)格的時(shí)鐘同步機(jī)制，不需要預(yù)知網(wǎng)絡(luò)流量記錄文件，能夠較好適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量的變化情況，但是該方法不能夠充分利用各網(wǎng)絡(luò)接口卡。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，將多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配到各信道，使得網(wǎng)絡(luò)中的鏈路可以工作在不同的信道上。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，包括如下步驟(1)對于一個(gè)具有c個(gè)可用信道和1條鏈路的多信道無線網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D得到網(wǎng)絡(luò)沖突圖G ；(2)根據(jù)步驟(1)中得到的網(wǎng)絡(luò)沖突圖G，得到上述網(wǎng)絡(luò)的沖突矩陣A ；(3)依據(jù)步驟(2)中得到的沖突矩陣A得到鏈路分配矩陣B，將該多信道無線網(wǎng)絡(luò)的1條鏈路分配到c個(gè)信道上；其中，1、c為自然數(shù)。所述步驟(1)中，網(wǎng)絡(luò)沖突圖G通過以下方式得到在多信道無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的節(jié)點(diǎn)用頂點(diǎn)表示，鏈路用邊表示；在網(wǎng)絡(luò)沖突圖G 中，多信道無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的鏈路用頂點(diǎn)表示，如果在單信道下，兩條鏈路間存在沖突關(guān)系，則相應(yīng)頂點(diǎn)間會存在一條邊。所述步驟⑴中，只需要將多信道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的邊轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)沖突圖G中的頂點(diǎn)，然后將有沖突關(guān)系的頂點(diǎn)用邊連接，就可以得到網(wǎng)絡(luò)沖突圖G。所述步驟O)中，網(wǎng)絡(luò)沖突矩陣A = LaijJlxl中各元素的計(jì)算規(guī)則如下
權(quán)利要求
1.一種用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)對于一個(gè)具有C個(gè)可用信道和1條鏈路的多信道無線網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D得到網(wǎng)絡(luò)沖突圖G ；2)根據(jù)步驟1)中得到的網(wǎng)絡(luò)沖突圖G，得到上述網(wǎng)絡(luò)的沖突矩陣A；3)依據(jù)步驟幻中得到的沖突矩陣A得到鏈路分配矩陣B，將該多信道無線網(wǎng)絡(luò)的1條鏈路分配到c個(gè)可用信道上；其中，l、c為自然數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，其特征在于所述步驟2)中，網(wǎng)絡(luò)沖突矩陣A為一個(gè)1X1的矩陣，其中1為多信道無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的鏈路數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，其特征在于所述步驟2)中，網(wǎng)絡(luò)沖突矩陣A = LaijJlxl中各元素的計(jì)算規(guī)則如下
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，其特征在于所述步驟3)中，鏈路分配矩陣B為一個(gè)1 X c的矩陣，其中1為多信道無線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中的鏈路數(shù)， c為多信道無線網(wǎng)絡(luò)可用的信道數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，其特征在于所述步驟3)中，鏈路分配矩陣B的求得包含如下步驟5. 1.初始化，設(shè)鏈路分配矩陣B = [bu]lx。為全零矩陣，計(jì)數(shù)值i = 1，j = 1，k = 1， 其中i，j，k為自然數(shù)；C5. 2.當(dāng)1 < i < 1，則判斷
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，包括(1)對于一個(gè)具有c個(gè)可用信道和l條鏈路的多信道無線網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D得到網(wǎng)絡(luò)沖突圖G；(2)根據(jù)步驟(1)中得到的網(wǎng)絡(luò)沖突圖G，得到上述網(wǎng)絡(luò)的沖突矩陣A；(3)依據(jù)步驟(2)中得到的沖突矩陣A得到鏈路分配矩陣B，將該多信道無線網(wǎng)絡(luò)的l條鏈路分配到c個(gè)信道上。本發(fā)明提供的用于多信道無線網(wǎng)絡(luò)的鏈路分配方法，可用于單網(wǎng)絡(luò)接口多信道情況，也可用于多網(wǎng)絡(luò)接口多信道情況，其實(shí)現(xiàn)中采用查表的方法來降低鏈路沖突，計(jì)算量小，執(zhí)行過程簡單、易實(shí)現(xiàn)；且只要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，網(wǎng)絡(luò)在工作過程中就不需要節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)商，為鏈路分配信道，減少了網(wǎng)絡(luò)協(xié)商信道所帶來的負(fù)荷以及延遲。
文檔編號H04W74/08GK102413577SQ20111038764
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者余旭濤, 張?jiān)阼? 談敏, 金石 申請人:東南大學(xué)