[發明專利]一種多信道多射頻無線Mesh網絡中分布式信道分配方法

有效

• 申請號: 201210123432.2
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102625362B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 劉凱明;劉元安;袁飛飛;杜瀟;陳星;寇科昊;謝剛;劉芳;張洪光;高錦春
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W72/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多信道多射頻無線Mesh網絡中分布式信道分配方法，其步驟如下：

A)使用網絡分配矢量NAV測試網絡有效帶寬大小，NAV_j為節點i的鄰居節點j在Δ內成功發送數據分組花費的時間，計算節點i的空閑度Free_Ratio_i，并計算節點i的剩余可用帶寬ABw_i，求出節點i的加權平均期望傳輸時間WA_ETT；

其中節點i的空閑度按照下面公式求得：

Free_Ratio_i為節點i的空閑度，Δ為計算鏈路有效帶寬大小時花費的總時間，NAV_j為節點i的鄰居節點j在Δ內成功發送數據分組花費的時間，DIFS為異步幀競爭訪問的時延，取一固定值，為節點i的發生退避花費的時間；

節點i的剩余可用帶寬ABw_i由節點i的空閑度決定，按照下面公式求得：

ABw_i＝k×Bw×Free_Ratio_i

其中k為滿足0＜k＜1的修正因子，Bw表示鏈路的平均帶寬，Free_Ratio_i為節點i的空閑度；

采用加權滑動平均方法，按照下面公式計算出網絡中WA_ETT：

其中，w為歷史窗口的大小，ETT_n為當前時刻n時的期望傳輸時間ETT，WA_ETT_n為當前時刻n時的WA_ETT，WA_ETT_n-1為歷史時刻n-1時的WA_ETT；

B)在路由建立過程中，分別計算鏈路在各個信道上的WA_ETT，選擇WA_ETT最小的信道作為給該鏈路分配的信道；

C)在為每條路徑中的各跳分配好信道之后，分別計算出各條路徑的路由度量判據改進加權累計期望傳輸時間EWCETT的值，選擇EWCETT值最小的路徑作為多信道多射頻無線Mesh網絡中的路由；

在選擇路由時，引入反映負載均衡的射頻利用率，計算路由判據EWCETT，其表達式為：

其中β是一個滿足0≤β≤1的可調因子，γ為滿足0≤γ≤1的射頻負載可調因子，n表示信道總數，X_j是信道j上的期望傳輸時間之和，函數表示取信道1到信道k的k個信道上期望傳輸時間之和的最大值，表示節點的射頻利用率，radio_iused表示節點中正在工作的射頻數，radio_itotal表示節點總的射頻數；

D)由所選信道所在鏈路的兩個端點廣播CHANGE數據包至網絡的其他節點；

E)如果業務傳輸過程中路徑出現斷路，使用替代鏈路進行通信或是由源節點重新發起路由查找，具體步驟為：路徑出現斷路，先進行局部恢復，在斷路處，節點發送請求包給鄰居節點，尋找可替換信道的鏈路，在局部恢復期T內若能找到可以代替斷開鏈路的新鏈路，則數據從新鏈路開始傳輸，并且更新路徑，否則由源節點開始重新發起路由查找。

2.根據權利要求1所述的一種多信道多射頻無線Mesh網絡中分布式信道分配方法，其特征在于，步驟A進一步包括：在測量時間內，節點發生多次退避，等于該節點的每個退避花費的時間之和。

3.根據權利要求1所述的一種多信道多射頻無線Mesh網絡中分布式信道分配方法，其特征在于，步驟D進一步包括：路由建立后傳輸數據過程中，每隔固定時間，該時間為信道負載均衡周期，重新計算鏈路在每個信道上的WA_ETT，以重新計算的WA_ETT最小的信道作為分配給該鏈路的信道，并廣播CHANGE數據包。