部分重叠信道下的无线Mesh网络信道分配系统及方法

摘要

本发明涉及一种部分重叠信道下的无线Mesh网络信道分配系统及方法，该系统包括邻居‑接口绑定模块、信道分配次序确定模块、贪婪信道分配模块；邻居‑接口绑定模块根据物理拓扑各节点之间的邻接关系确定邻居‑接口绑定关系，在进行信道分配时共享同一接口的链路作为一个整体分配相同信道；信道分配次序确定模块使用Rank降序排列，按照Rank值大的链路优先分配信道的原则确定各链路信道分配的次序；贪婪信道分配模块以最小化网络总干扰为目标使用贪婪算法为网络中所有链路分配信道；本发明能够有效降低网络发生拥塞的可能性，降低网络中的干扰，增加网络中的并行传输数，提升网络容量。

主权项

一种部分重叠信道下的无线Mesh网络信道分配系统，其特征在于包括：邻居‑接口绑定模块：根据物理拓扑各节点之间的邻接关系计算各节点的度数，节点的度数定义为节点的邻居节点数；在进行邻居‑接口绑定时按照尽量避免度数高的节点与其他邻居链路共享接口的原则确定邻居‑接口绑定关系，在进行信道分配时共享同一接口的链路作为一个整体分配相同信道；信道分配次序确定模块：使用Rank值降序排列，按照Rank值大的链路优先分配信道的原则确定各链路信道分配的次序；所述Rank值采用下式计算：其中Rank_l为链路l的Rank值；链路l的邻居数定义为链路l两个端节点的邻居集的并集中的元素个数，链路l距离网关的最小跳数定义为链路l的两个端点距离网关的最小跳数的平均值；当Rank值相同时，邻居数越多的链路信道分配次序越靠前；贪婪信道分配模块：利用公式(1)、(2)、(3)、(4)计算为链路j分配信道c_j时链路j与网络中已经被分配信道的链路之间的网络总干扰$I_{c_j}=\underset{i\in I}{\Sigma }ir(i,j,c_i,c_j)---\left(1\right)$$Itr\left(\tau \right)=\sqrt[k]{\frac{{\int }_{-\infty }^{+\infty }PSD\left(f\right)\times PSD(f-5·\tau )df}{{\int }_{-\infty }^{+\infty }PSD{\left(f\right)}^{2}df}}---\left(3\right)$τ＝|c_i‑c_j|                 (4)其中：ir(i,j,c_i,c_j)表示当为链路i,j分别分配信道ci,cj时两条链路的干扰比，c_j＝1,2……N，N为链路j可使用信道的数量；I表示网络中已经被分配了信道的链路集合；Itr(τ)表示当链路i与j所使用的信道之间的信道号间隔为τ时的干扰范围缩减比；d(i,j)表示链路i和j之间的距离，指的是链路i的任一个端点与链路j的任一个端点之间距离的最小值；R’表示同信道下的干扰范围，Itr(τ)×R’为i与j之间的信道号间隔为τ时的部分重叠信道缩减干扰范围；f表示信道的频率；PSD(f)表示功率谱密度函数；α为常量；k为双径传播模型中的路径损耗因子，取值为2～4；从可使用信道1,2,......N中选择使网络总干扰最小的信道c_j*分配给链路j；依次为所有链路分配信道。