[发明专利]自适应选择多信道自组织网络时频块的方法

说明书

本发明公开的一种自适应选择多信道自组织网络时频块的方法，旨在提供一种兼顾单播队列与广播队列的传输需求、具有较好的自适应能力、适用于多信道自组织网络的时频块自适应选择方法。本发明通过下述技术方案予以实现：多信道自组织网络采用时频二维资源的接入方式，在时域上将时间分成若干个时隙，在频域上将频点分成若干个相互正交的信道，将每一个栅格作为一个时频块，以时频块作为多信道自组织网络中的最小分配资源单元；时频块选择单元自动选择最合适的时频块；根据可用时频块感知单元传输的可用时频块信息，计算传输容量需求并从可用时频块集合中选择一个或多个时频块发送至信道接入控制单元，将选中的时频块包含的时间与频率信息发送至无线传输单元。

技术领域

本发明涉及一种适用于多信道自组织网络的时频块自适应选择方法。

背景技术

自组织网络(Ad Hoc)是由不需要任何基础设施的一组具有动态组网能力通信节点组成的，适应了对网络和设备移动性的要求。与其他通信网络相比，为提高网络的抗毁性和可靠性、资源利用的高效性，Ad Hoc网络具有带宽有限、链路容易改变，通信节点的移动性以及由此带来的网络拓扑的动态性、物理安全有限、受设备限制等特点，广泛地应用于军事应用、移动会议、紧急和突发场合、偏远野外地区、临时场合、动态场合和分布式系统、个人通信、商业应用等各个领域。例如，作战部队需要在战争环境中实现军队人员、车辆以及各种军事设备之间的信息交互，相互协作完成作战任务。医疗救援团队需要在战争环境中实现军队人员、车辆以及各种军事设备之间的信息交互，相互协作完成作战任务。医疗救援团队需要在地震、水灾等自然灾害发生后构建临时网络进行救灾，确保救援通讯指挥的顺利进行。

自组织网络是一个对等性网络，采用分布式技术，网络中所有通信节点的地位平等，无需设置任何的中心控制通信节点。网络通信节点既是终端，也是路由器，当某个通信节点要与其覆盖范围之外的通信节点进行通信时，需要中间通信节点(普通通信节点)的多跳转发，多跳路由技术也能够提高扩展网络的覆盖范围。由于传统的蜂窝网络都是以基站或接入点为中心的中心控制式结构，只有当用户进入这些事先建好的设备的覆盖区域内时，才能得到网络提供的服务，这在一定程度上限制了网络的灵活性和扩展性。目前标准的Ad Hoc网络协议大多是基于单信道，没有充分利用可用的频谱资源，可得到的网络容量有限，同时也降低了网络的可扩展性。单信道网络只允许一对通信节点在一个干扰范围内通信，为了保证在网络连通的前提下提高网络容量，多信道技术允许多对通信节点在一个干扰范围内同时通信，一种广泛使用的方案是允许无线通信节点切换信道，通过多信道并行传输来提高自组织网络的带宽利用率。

传统的自组织网络大都采用单射频单信道进行通信，这就限制了整个网络的数据传输速率与整个网络的容量。根据无线信道的特点,当一个通信节点与另一个通信节点传输数据的时候,由于多跳的原因,数据在收发的过程中面临通信节点冲突可能性增加,为了避免冲突,两个通信节点的所有相邻通信节点都不能够进行数据传输,这就极大的限制了整个网络的系统容量。网络容量受限已成为大规模自组织网络应用中的瓶颈问题。在使用单一信道的自组织网络中，由于无线信道相互干扰的特点，当一个通信节点向另一个通信节点传输数据的时候，两个通信节点的所有邻近通信节点都要保持静默，不能进行数据传输。这种为了避免冲突的设计极大地限制了网络容量。而多信道自组织网络使用多个相互正交(没有干扰)的信道，大大降低通信节点之间的干扰，允许多个通信节点并发传送，从而大大提高系统的吞吐量。在图7所示的单信道自组织网络中，当通信节点B与通信节点A传输时，其余通信节点均不能发送；而在图8所示的多信道自组织网络中，可以支持多个通信节点并行传输，如通信节点B采用信道1与通信节点A传输，通信节点C采用信道2与通信节点E传输，通信节点D采用信道3与通信节点F传输。