[发明专利]用于多信道无线网络的集中式链路调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信和信息传播技术，尤其涉及一种用于多信道无线网络的集中式链路调度方法。

 

背景技术

无线网络中存在的一个主要问题就是多个链路同时有数据传输时，彼此间的冲突带来的容量降低的问题。针对该问题，采用集中控制的方法，安排网络中不冲突的链路组同时进行传输，冲突的链路组分时传输，可以有效提高网络的吞吐量。在多信道无线网络中，节点可以通过无线网络接口卡工作在不同的信道上，使得不同信道上的链路可以同时进行数据包的传输。由于节点可用的无线网络接口卡以及可分配的信道数目受限，因此存在如何将链路分组，如何控制这些分组接入信道的顺序，以最大利用多信道资源，增加网络容量的问题。

目前节点将链路接入信道主要有以下几种方法：

1、节点采用专门的控制信道，通过控制信道协商各个链路传输数据包所采用的信道：如DCA（Dynamic Channel Allocation）协议，该协议将信道分为控制信道和数据信道，节点配备多个无线网卡，一个网卡工作于控制信道用于交换控制信息协商信道，其余可以在多个数据信道间切换用于链路传送数据包和应答包； 

2、节点按一定的规律在不同的信道间切换：CHMA（Channel Hopping Multiple Access）协议，每个节点可配备一个无线网卡，网络工作时间按时隙划分，并且所有节点采用相同的跳频序列，因此在同一时隙，网络中空闲节点处于同一信道。需要传输的节点停止跳频，并且在完成传输后回到跳频序列中；

3、节点同步地在一定时间内进行控制信息的交互，协商链路传输数据所用信道，然后在剩余时间在相应信道上完成数据传输，如MMAC（Multi-channel MAC）：网络工作时间按窗口划分，一个窗口为若干个时隙，节点在窗口开始时跳转到同一信道内协商数据传输所使用的信道，并在协商时间结束后跳转到相应的信道上进行数据传输，直到下一个窗口开始的到来。

发明内容

技术问题：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于多信道无线网络的集中式链路调度方法，根据最大独立集的权重值，按照从大到小的顺序，安排链路进行传输，最大限度的利用了空间分集，将同时传输的链路数最大化，解决了链路传输的冲突问题。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于多信道无线网络的集中式链路调度方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：对于一个由                                                条链路组成的无线网络拓扑图，对网络拓扑图中的链路编号，记为，由网络拓扑图，得到对应的网络冲突图；

步骤2： 根据步骤 1中得到的网络冲突图，得到网络冲突图的最大独立集序列；

步骤3：根据步骤1中得到的网络冲突图，得到网络冲突图的极大团序列，极大团序列内的元素个数记为，序列内每个元素对应一个极大团，将其按到进行编号，记为，；

步骤4：根据步骤3中得到的极大团序列，得到每个最大独立集中链路的权重和，作为该最大独立集的权重，根据最大独立集的权重值，按照从大到小的顺序，安排最大独立集中的链路在不同的信道进行传输。

优选的，所述步骤2中网络冲突图的最大独立集序列，按照如下方法得到：

步骤2.1：初始化，设冲突图为根据步骤1得出的网络冲突图，独立集序列号，最大独立集，最大独立集序列，其中为自然数；

    步骤2.2：，选取冲突图中度最大的节点（如果有几个节点度均为最大，则选取节点序号小的为度最大的节点，加入最小覆盖集），加入极小覆盖集；

    步骤2.3：将冲突图中与相连的边删除，得到新的网络冲突图；

    步骤2.4：判断冲突图中是否还有剩余边，如果判断结果为是，则返回步骤2.2；

步骤2.5：如果步骤2.4的判断结果为否，得到最小覆盖集，的补集即为网络冲突图的最大独立集；

    步骤2.6：将最大独立集中所有节点从冲突图中删除，得到新的冲突图；

    步骤2.7：判断冲突图是否还有剩余节点，如果结果为是，则返回步骤2.2；

    步骤2.8：如果步骤2.7的判断结果为否，停止计算，得到最大独立集序列。

所述步骤3中网络冲突图的极大团序列，按照如下方法得到：