本发明涉及一种时隙分配方法，尤其涉及一种基于最小均匀时隙方差及禁忌搜索的时隙分配方法。
背景技术：
时分多址是数据链网络常用的网络协议。在该网络协议中，时隙资源分配是完成网络规划的重要内容。时隙作为一种宝贵的资源，必须合理、科学地利用它们，尽可能地减小时隙资源的浪费。当然，在时隙分配过程中，必须要遵守很多约束条件，比如均匀性原则、中继时原则和占空比原则等。均匀性约束条件的提出正是基于网络设计的公平性原则，一方面，因为在数据链网络中，每个参与成员都有及时发送或接收消息的需求，所以尽可能地保证成员公平地占用时隙资源是提升网络性能的关键。另一方面，对于周期性的消息，它们都是周期性地产生、发送或接收，这就需要时隙能够尽可能均匀地分布在整个时帧中以减小网络时延。在现有技术中，时隙分配常采用二叉树的方式实现。但这种二叉树时隙分配方法，所分配的时隙分布明显不是严格均匀的，这也正是基于时隙块二叉树的时隙分配方法的不足，尤其是当所分配的时隙个数不是2的指数幂时，时隙在时帧内或时元间的分布不是严格均匀的。
因此，必须对现有二叉树时隙分配方式进行改进，实现时隙资源的均匀分布，以提高消息发送的实时性。
技术实现要素：
本发明的目的是公开一种基于最小均匀时隙方差及禁忌搜索的时隙分配方法，实现时隙资源的均匀分布，以提高消息发送的实时性。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种基于最小均匀时隙方差及禁忌搜索的时隙分配方法。在该方法中，时帧包含有l个时隙分别为s1，s2，……，sl，在该时帧中含有n个空闲时隙分别为i1，i2，i3，……，in，其中n≤l；采用搜索算法从这n个空闲的时隙中选出最优的m个时隙序列分配给网内成员，相邻时隙的间隔为p＝l/m，所选出的最优的m个时隙序列为a1，a2，a3，…ai…，am，其中ai为分配给网内某成员的第i个时隙在时帧中的位置，i≤m，ai≤l，相邻时隙的间隔分别为v1，v2，v3，…，vi,…，vm，其中vi满足关系式：
所述搜索算法使得所分配的时隙的间隔满足方差最小，所述方差满足关系式：
进一步，在本发明所公开的技术方案中，所述搜索算法为禁忌搜索算法，搜索过程包括以下步骤：
①设定算法中各参数的数值并随机产生初始解x0，并设初始解为当前解及当前最优解，即xnow＝x0，xbest＝x0以及禁忌表为空；
②当满足终止准则时，结束搜索运算进程并输出运算结果；否则，继续执行以下步骤；
③通过邻域结构的设计产生当前解的邻域解集n(xnow)，并根据一定的规则从中选取若干个解构成候选解集c_n(xnow)；
④判断候选解集c_n(xnow)中的候选解是否满足藐视准则。若存在满足藐视准则的候选解x*，则用其替代当前解及当前最优解，即xnow＝x*，xbest＝x*，然后更新禁忌表中各禁忌对象的任期，并将x*对应的禁忌对象的任期设为最大，然后转回步骤②继续执行算法；否则，继续执行以下步骤；
⑤判断各候选解集c_n(xnow)中各元素的禁忌属性，并将xnow用其中没有被禁忌的最优候选解x0进行替换，即xnow＝x0，并将禁忌表中的x0对应禁忌对象的任期设为最大，然后转回步骤②继续执行算法。
优选的，在本发明所公开的技术方案中，所述禁忌搜索算法的禁忌长度为512。
优选的，在本发明所公开的技术方案中，所述禁忌搜索算法的终止准则采用设定迭代次数的方式。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
现有二叉树时隙分配方法对非2的指数幂时隙分配时，无法保证时隙分配的均匀性，导致消息的时效性难以保证。在本发明所公开的技术方案中，通过构建基于最小均匀时隙方差的时隙分配模型，设计了可变禁忌表的禁忌搜索算法，实现了均匀性最优时隙分配方案。
本发明的其它优点和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
无
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在现有技术中，时隙分配常采用二叉树的方式实现。但这种二叉树时隙分配方法，所分配的时隙分布明显不是严格均匀的，这也正是基于时隙块二叉树的时隙分配方法的不足，尤其是当所分配的时隙个数不是2的指数幂时，时隙在时帧内或时元间的分布不是严格均匀的。无法保证时隙分配的均匀性，导致消息的时效性难以保证。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例公开了一种基于最小均匀时隙方差及禁忌搜索的时隙分配方法。在该方法中，时帧包含有l个时隙分别为s1，s2，……，sl，在该时帧中含有n个空闲时隙分别为i1，i2，i3，……，in，其中n≤l；采用搜索算法从这n个空闲的时隙中选出最优的m个时隙序列分配给网内成员，相邻时隙的间隔为p＝l/m，所选出的最优的m个时隙序列为a1，a2，a3，…ai…，am，其中ai为分配给网内某成员的第i个时隙在时帧中的位置，i≤m，ai≤l，相邻时隙的间隔分别为v1，v2，v3，…，vi,…，vm，其中vi满足关系式：
所述搜索算法使得所分配的时隙的间隔满足方差最小，所述方差满足关系式：
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述搜索算法为禁忌搜索算法，搜索过程包括以下步骤：
①设定算法中各参数的数值并随机产生初始解x0，并设初始解为当前解及当前最优解，即xnow＝x0，xbest＝x0以及禁忌表为空；
②当满足终止准则时，结束搜索运算进程并输出运算结果；否则，继续执行以下步骤；
③通过邻域结构的设计产生当前解的邻域解集n(xnow)，并根据一定的规则从中选取若干个解构成候选解集c_n(xnow)；
④判断候选解集c_n(xnow)中的候选解是否满足藐视准则。若存在满足藐视准则的候选解x*，则用其替代当前解及当前最优解，即xnow＝x*，xbest＝x*，然后更新禁忌表中各禁忌对象的任期，并将x*对应的禁忌对象的任期设为最大，然后转回步骤②继续执行算法；否则，继续执行以下步骤；
⑤判断各候选解集c_n(xnow)中各元素的禁忌属性，并将xnow用其中没有被禁忌的最优候选解x0进行替换，即xnow＝x0，并将禁忌表中的x0对应禁忌对象的任期设为最大，然后转回步骤②继续执行算法。
优选的，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述禁忌搜索算法的禁忌长度为512。
优选的，在本发明实施例所公开的技术方案中，所述禁忌搜索算法的终止准则采用设定迭代次数的方式。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列的运用方式。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的示例。