一种多跳无线网络中的接纳控制方法

摘要

本发明提供一种多跳无线网络中的接纳控制方法，解决新业务是否可以在不影响现有业务运行的情况下通过指定的路径进入多跳无线网络的问题。本发明的技术方案是：首先，假设新业务进入多跳无线网络后，不会引起多跳无线网络中碰撞概率的增加；然后，通过不断迭代计算，预测新业务进入多跳无线网络后实际会引起的碰撞概率的增加；最后，利用迭代结果来检查多跳无线网络中的干扰限制是否被打破，从而判断新业务在指定路径上是否可行，进而做出是否接纳该新业务的决定。本发明在接纳新业务进入网络之前，通过迭代过程来分析新业务进入后的网络情况，因而判决结果具有预测性，并且本发明的预测结果准确、迭代过程收敛性好。

主权项

1.一种多跳无线网络中的接纳控制方法，已知多跳无线网络的拓扑图、新业务的带宽需求Bw、业务数据帧长度L、指定的路径Γ的跳数为H、新业务进入前路径Γ上各跳链路的发送概率；设路径Γ上的某一跳链路为链路k，l≤k≤H；用四个变量σ，T_k，C_k和B_k来表示链路k的空闲、成功发送、发生碰撞和信道忙这四种状态分别占用的信道时长；其中σ是常数，等于无线网络协议中的单位时隙长度；T_k和C_k根据IEEE 802.11无线网络协议标准确定；其特征在于，包括下述步骤：第一步：初始化各跳链路的相关发送参数；令B_k＝σ；按照式(1)计算链路k的碰撞概率p_k的初始值和发送概率τ_k的初始值；$\left\{\begin{array}{c}{p}_k=0.00001\\ {\tau }_k={\tau }_k^{\mathrm{old}}+\frac{\mathrm{Bw}·T_k}{L·(1-p_k)}\end{array}\right.---\left(1\right)$其中，是在新业务进入前链路k的发送概率；第二步：计算各跳链路的平均时隙长度；通过多跳无线网络的拓扑图得到链路k的竞争链路的集合v(k)，按照式(2)计算链路k信道忙的概率b_k：$b_k=1-{\tau }_k-\underset{i\in v\left(k\right)\mathrm{Uk}}{\Pi }(1-{\tau }_i)---\left(2\right)$然后，按照式(3)计算链路k的平均时隙长度E_k：E_k＝τ_k·p_k·C_k+τ_k·(1-p_k)·T_k+(1-τ_k)·b_k·B_k+(1-τ_k)·(1-b_k)·σ(3)第三步：更新各跳链路的相关发送参数；按照式(4)更新发送概率τ_k：${\tau }_k={\tau }_k^{\mathrm{old}}+\frac{\mathrm{Bw}·E_k}{L·(1-p_k)}---\left(4\right)$然后，按照式(5)更新碰撞概率p_k：$p_k=1-\underset{i\in v\left(k\right)}{\Pi }1-{\tau }_i---\left(5\right)$设任意两跳链路i₁和链路i₂的共同竞争链路的集合是v(i₁，i₂)，则按照式(6)更新B_k：$B_k=(\underset{i\in v\left(k\right)}{\Sigma }{x}_i-\underset{i_1\notin v\left(i_2\right)U{i}_2}{\underset{i_1,i_2\in v\left(k\right);}{\Sigma }\frac{x_{i_1}·x_{i_2}}{1-\underset{c\in v(i_1,i_2)}{\Sigma }{x}_c}})E_k---\left(6\right)$其中，$x_i=\frac{{\tau }_i·p_i·C_i+{\tau }_i·(1-p_i)·T_i}{E_i},$v(i₂)表示链路i₂的竞争链路的集合；将当前τ_k、p_k和B_k的值代入式(3)中，计算得到E_k的更新值；第四步：判断是否接纳新业务；将τ_k、p_k和E_k的值代入式(7)中，计算得到每跳链路成功发送占用的信道比率f_k：$f_k=\frac{{\tau }_k·(1-p_k)·T_k}{E_k}---\left(7\right)$若任意链路k不满足式(8)，表明该新业务在路径Γ上不可行，拒绝该业务；若任意链路k均满足式(8)，则返回第二步进行迭代；$\underset{i\in v\left(k\right)}{\Sigma }{f}_i\le 1,\forall k\in [1,H]---\left(8\right)$当下述两个条件之一满足时，迭代过程结束，表明新业务在路径Γ上可行，接纳该业务：(i)迭代次数达到了预先设定的上限，设定的上限由实际使用要求决定；(ii)本次迭代过程得到的各跳链路的碰撞概率平均值p跟上次迭代得到的结果相比较，差值均小于预先设定值，预先设定值由实际使用要求决定。