[发明专利]一种工业无线网络中基于最大匹配的时隙信道分配方法

权利要求书

1.一种工业无线网络中基于最大匹配的时隙信道分配方法，其特征在于包括以下步骤：

101、工业无线网络进行初始化，设定初始时隙k_初始＝0，将此时初始时隙k＝0对应的调度表part进行初始化，即part＝0；

102、统计工业无线网络时隙帧slotframe中初始时隙k_初始＝0到k时隙为止从叶子节点汇聚到主节点PAN协调器总的流量数q₀(k)及工业无线网络中总的流量数Q，当q₀(k)＝Q时，则表明调度表part已经生成，根据调度表进行时隙信道分配，结束；当q₀(k)≠Q时，则表明调度表还没有完全生成，跳转至步骤103；

103、获取k时隙时的网络拓扑图及k时隙时的物理连通图，并采用最大匹配算法匈牙利算法求得k时隙时的网络拓扑图的免多冲突链路集合VMCL(k)；

104、将步骤103求得的免多冲突链路集合VMCL(k)与k时隙时的物理连通图进行对比，以k时隙物理连通图作为参考，对VMCL(k)链路集合进行修正，剔除VMCL(k)链路集合中存在而k时隙物理连通图中不存在的链路，将k时隙物理连通图中存在而VMCL(k)链路集合中不存在且与现有VMCL(k)链路集合不产生冲突的链路填补进VMCL(k)链路集合中，由此形成冲突干扰图IC(k)＝{V_I(k),E_I(k)}，其中V_I(k)表示冲突干扰图IC(k)中节点的集合，E_I(k)表示冲突干扰图IC(k)中链路的集合；

105、将步骤104中得到的冲突干扰图IC(k)＝{V_I(k),E_I(k)}采用顺序点着色算法着色，选取质量较好的信道制作成抗干扰信道序列对着色的点进行信道的分配，将上述过程中分配得到的时隙和信道信息的填入调度表part，将所述调度表part进行升级更新，网络根据调度表中的时隙信道分配信息进行调度运行。

2.根据权利要求1所述的工业无线网络中基于最大匹配的时隙信道分配方法，其特征在于：步骤103中的最大匹配算法匈牙利算法步骤如下：

201、将k时隙时的网络拓扑图顶点划分为两个互不相交子集X,Y,且拓扑图中的每条边的所关联的两个顶点分别属于这两个不同的顶点集，由此形成该网络拓扑具有二部划分(X,Y)的二分图,在二分图中任意选定一初始匹配集合M；

202、若顶点集X或Y中每一个顶点都在匹配集合M中，则称匹配集合M饱和，若匹配集合M饱和，则跳至步骤207，若匹配集合M不饱和，则跳至步骤203；

203、若图中一顶点不在匹配集合M中,则称该顶点为非M饱和点,在集合X中任意选定初始匹配集合M的一个非M饱和点x，将x存入集合X对应的非饱和点集合S中，即S＝{x}，集合Y对应的非饱和点集合T为空集，即T＝φ；

204、获取非饱和点集合S中所有与x相邻的点的集合N(S)，若N(S)＝T，则跳转至步骤207；否则任选一点y∈N(S)-T；

205、若y为匹配集合M的一个顶点，即y为M饱和点，则转到步骤206，否则选取一条从x到y的M可增广路P，将集合M与集合P的并集去除集合M与集合P的交集后的集合作为新的匹配集合M，即M＝M⊕P，转到步骤202；

206、由于y是匹配集合M中的M饱和点，则匹配集合M中必然存在一条边{y,u}，将这条边的另一个顶点u加入到X对应的非饱和点集合S中，即S＝S∪{u}，将y加入到Y对应的非饱和点集合T中，即T＝T∪{y}，最后从顶点u的相邻的点的集合中选出非M饱和点加入到N(S)中，转到步骤/204；

207、结束寻找，得到最大匹配集合M'。

3.根据权利要求1所述的工业无线网络中基于最大匹配的时隙信道分配方法，其特征在于：所述步骤105中的顺序点着色算法步骤中，还包括采用选择函数Q_i(k)＝max{Q_j(k)|n_j∈ch(p_i)∧q_j(k)≠0}，对节点i的流量Q_i(k)进行逆序排列的步骤，其中ch(p_i)表示节点p_i的所有子节点。