[發明專利]日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡共享信道優化方法

有效

• 申請號: 201310750756.3
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103647603A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 楊娟;李曉毅;趙芳
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍重慶通信學院
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04L29/06;G06N3/12
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 王海鳳

技術領域

本發明涉及日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡共享信道優化方法。

背景技術

日盲區域紫外光通信是通過大氣散射進行信息傳輸的一種通信方式，具有非視距NLOS(Non—Line—of—Sight)傳輸、保密性好、抗干擾能力強、建造和維護成本低等優點。上述優點使得日盲區域紫外光通信可作為射頻通信一種很好的替代方式而廣泛地應用于鄉村、城市室外環境以及軍事通信的環境中。但由于近地大氣分子和微粒對日盲紫外光的強吸收作用，使得其傳輸距離受到了限制。

無線Ad-hoc網絡是一種臨時無中心的分布式網絡，它的節點可以任意移動，各節點的地位是平等的。源節點可以通過多跳到達目的節點。而日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡可結合紫外光通信非視距傳輸、抗干擾能力強、保密性好的優點及Ad-hoc網絡的多跳性，來實現可靠的遠距離的傳輸，彌補了日盲紫外光非視距通信系統通信距離短的缺陷?？梢姡彰ぷ贤夥且暰郃d-hoc通信網絡是滿足各類移動場景通信要求的新型有效手段。

日盲紫外光非視距通信有三種方式：全向發全向收方式，其特點是：定位要求最低、無限的散射體積、最小的帶寬；定向發全向收方式，其特點為：在散射體積內具有最大的紫外光能量、有限的散射體積、比較大的帶寬；定向發定向收方式，其特點為：有限的散射體積、最大的帶寬。相應的，組建紫外光網絡，其節點間的相鄰關系可按通信方式分為全向——全向鄰居、全向——定向鄰居、定向——定向鄰居等情形。因此，類似于傳統射頻通信網絡使用定向天線所產生的問題，日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡采用定向光束在實際通信中爭用信道資源時將會產生聾節點、增益不對稱、暴露終端和新隱藏終端等問題。

日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡節點共享信道時存在的問題，實際上都是由于定向光束的方向性及在全向或定向光束覆蓋范圍內存在多個紫外光節點傳輸業務產生沖突造成的。因此，在一個具有n個紫外光節點的日盲紫外非視距Ad-hoc網絡系統中，由于定向光束的方向性及其中數據流的時空競爭特性，使得處于聾區域的節點無法通信，以及相互干擾區域的源節點或目的節點在同時發送或接收數據時將產生時間上和空間上的沖突，從而造成能夠同時成功傳輸數據的源節點——目的節點對是有限的。為使得在單位時間內成功傳輸數據的源節點——目的節點對數目最多，即日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡中可并發鏈路最多，就需要對有限的紫外光信道資源進行傳輸調度。這就是共享紫外光信道的時空優化分配問題。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明要解決的技術問題是：如何通過日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡節點共享信道時空優化分配，使得日盲紫外Ad-hoc通信網絡達到較好的通信效果。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡

共享信道優化方法，包括如下步驟：

步驟1：建立了日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡三種信道模式下的沖突避免模型：

S11：全向——全向通信方式的沖突避免模型如式（1）：

|N1-N2|≥(1+Δ)(r₁+r₂)??（1）；

其中，Δ>0，表示保護帶區域，N1和N2均表示日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡的節點，r₁和r₂分別表示節點N1，N2在全向數據傳輸時的有效傳輸距離；

S12：全向——定向通信方式下的沖突避免模型如式（2）：

|N1-N2|≥(1+Δ)(r₁'+r₂)??（2）；

其中，Δ>0，表示保護帶區域，N1和N2均表示日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡的節點，r₁'表示節點N1在定向數據傳輸時的有效傳輸距離，r₂表示節點N2在全向數據傳輸時的有效傳輸距離；

S13：定向——定向通信方式下的沖突避免模型如式（3）：

|N1-N2|≥(1+Δ)(r₁'+r₂')??（3）；

其中，Δ>0，表示保護帶區域，N1和N2均表示日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡的節點，r₁'表示節點N1在定向數據傳輸時的有效傳輸距離，r₂'表示節點N2在定向數據傳輸時的有效傳輸距離；

步驟2:構建日盲紫外非視距Ad-hoc通信網絡的局部鏈路沖突圖，具體步驟如下：