[發明專利]一種無線網狀網中的聯合協作路由與信道分配方法

有效

• 申請號: 201510069482.0
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104684045B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 張大方;喬宏;謝鯤;何施茗;張繼
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H04W40/24
• 分類號: H04W40/24;H04W72/04
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

1.一種無線網狀網中的聯合協作路由與信道分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據網絡結點的廣播信息，獲取整個網絡的原始拓撲結構和鏈路狀態信息；

2)根據協作模塊虛擬化的方法構建基于虛擬結點和虛擬鏈路的新的網絡拓撲圖；

3)新的網絡拓撲圖建立多并發流下無線網狀網中各條業務流滿意度之和的目標函數模型，初步確定業務流的協作傳輸路徑和傳輸路徑上鏈路的工作信道；

4)對步驟3)的結果進行局部的信道調整，使得所有的結點分配到的信道數量都不超過其配置的射頻數量，并為業務流確定最終的協作路由和信道分配方案；

該方法具體實現過程如下：

1a)用G(V,E)表示一個無線網狀網拓撲圖，V表示結點集合，E表示鏈路集合；

2a)利用基于協作通信模塊虛擬化的方法，將每個協作通信模塊可能發生的協作傳輸鏈路加入到網絡拓撲圖中，為G中的每個協作通信模塊增加虛擬結點和虛擬鏈路，構建新的網絡拓撲圖G’；

3a)基于新的網絡拓撲圖G’建立多并發流下無線網狀網中各條業務流滿意度之和的目標函數模型：

s.t

其中，s.t表示約束條件；ch(u,v,k,c)表示鏈路(u,v)在信道c上業務流k的速率，s(k)表示業務流k的源結點，d(k)表示業務流k的目的結點，h(k)表示業務流k最終的轉發速率,C(u,v)表示鏈路(u,v)的傳輸速率：C(t,w)表示鏈路(t,w)的傳輸速率；CH表示正交信道集合；F表示業務流集合；I(u)表示結點配置的射頻數量；IR(u,v)表示鏈路(u,v)干擾范圍內的鏈路集合；V^s表示虛擬結點集合，E^s表示虛擬鏈路集合；V′、E′分別為新的網絡拓撲圖的結點集合、鏈路集合，V′＝V∪V^s，E′＝E∪E^s；ch(v,t,k,c)表示鏈路(v,t)在信道c上業務流k的速率，ch(t,w,k,c)表示鏈路(t,w)在信道c上業務流k的速率，ch(t,u,k,c)表示鏈路(t,u)在信道c上業務流k的速率；

4a)對上述目標函數模型求最優解，如果最優解中ch(u,v,k,c)>0，就代表鏈路(u,v)使用信道c為業務流k的數據，通過ch(u,v,k,c)的解得到每條業務流的傳輸鏈路以及使用的正交信道，從而確定業務流的協作路由和信道分配初步方案；

5a)對于初步方案中分配到的信道數量超過其配置的射頻數量的結點進行局部信道調整，具體過程為：

(a)選擇出境速率最大并且信道數量超過射頻數量的結點u；

(b)從u的信道列表中，選擇兩個信道C₁，C₂進行合并：用表示Ec(u)中的鏈路在信道c上的使用率之和，即：

C₁，C₂就是值最小的兩個信道，將相關鏈路的信道從C₁調整成C₂；Ec(u)表示從u發出的鏈路集合；

(c)如果網絡中還有結點的信道數量超過射頻數量，重復步驟(a)和步驟(b)，直至所有結點的信道數量不超過射頻數量。