20ms等，此长度不作为对本发明的限制，仅为说明用，具体实施时，时帧长度为10ms，如图1中t0?tl;将每个时帧分成一个控制子帧(t0?t2)和一个数据子帧(t2?tl);控制子帧划分为多个控制时隙，控制时隙的个数按照节点个数和阈值(所述阈值即每帧控制时隙的最多个数，可定为20、32等，不做具体限定)来确定，控制时隙的长度由控制信息大小和物理层技术来确定，控制子帧的长度即控制时隙的长度乘以控制时隙的个数，控制时隙占用单一的频点，如图中的f0信道，所有节点在控制时隙都监听这个信道或者发送控制信息;数据子帧划分为多个数据时隙，控制时隙和数据时隙的长度可以不相等，数据子帧内的数据时隙个数可以为64，128或者256等，此个数不作为对本发明的限制，仅为说明用，具体实施时，数据时隙个数为128个，时帧长度减去控制子帧长度即数据子帧长度，数据子帧长度除以数据时隙个数即数据时隙长度;数据时隙包含多个物理信道，如图中的f0~f5这六个物理信道，本发明并不局限于此图的信道个数，信道个数取决于系统拥有的信道条件和带宽，多个节点可以同时使用不同的信道，但一个节点在一个时刻只可使用一个信道进行发送或者接收信息。
[0028]图2给出了控制时隙分配流程图，一次控制时隙调度过程由拓扑变化触发，如新节点上线、旧节点掉线、节点移动等因素导致拓扑发生变化，在此不做过多讲解。
[0029]图3为一个自组织网络节点拓扑示例，其中闪电标识代表节点发送信息可以到达的距离，PID代表节点的物理地址，后面以物理地址代表节点号。以此图为代表介绍具体地的调度过程，本发明的调度机制并不局限于此拓扑结构。
[0030]具体地，节点5是此网络中拥有邻居节点数最多的节点，被选择为主节点(调度者)，由节点5的调度模块来对控制时隙进行分配(所有节点都包含调度模块)。图4的拓扑结构是图3中的节点4掉线，其邻居节点3、邻居节点5、邻居节点10检测到之后，会向主节点(节点5)进行报告，主节点相应修改各节点的可复用控制时隙节点集合，由于节点5就是主节点，此时主节点重新进行一次控制时隙的资源分配。
[0031]确定待分配控制时隙个数:首先确定每个时帧的控制时隙个数阈值，具体实施时，控制时隙个数阈值为16，此个数不作为对本发明的限制，仅为说明用。在图4的拓扑结构中，一共有9个节点，节点个数小于控制时隙个数阈值，控制时隙个数上对齐到节点个数最近的2的整数次幂，S卩16;每个时帧包含16个控制时隙，编号为O?15，主节点需要将这16个控制时隙具体分配给各个节点。若下一次控制时隙分配尚未触发，节点周期性的按此次分配的控制时隙发送控制信息。
[0032]通过每个节点维护的一跳和两跳邻居，主节点为每个节点维护一个可复用控制时隙的节点集合，所述可复用控制时隙的节点集合中节点和当前节点可同时使用一个控制时隙，不会相互干扰，可复用控制时隙的节点集合中的节点必须满足与当前节点的所有邻居节点相差两跳及以上距离这个条件，可复用控制时隙的节点集合中的节点随着拓扑变化在变化。进一步确定此集合中可以相互可复用控制时隙的节点集合中的节点的相互复用子集，即所述相互复用子集中节点可以与当前分配节点共用一个控制时隙，不会产生干扰和碰撞。
[0033]在图4的拓扑结构中，节点I的复用节点集合包含节点3、6、7、9、10，相互复用子集为(3、7、9)、(6)、(9、10);节点2的复用节点集合包含节点7，相互复用子集为(7);节点3的复用节点集合包含节点1、7、9，相互复用子集为(1、7、9)、；节点5的复用节点集合为空;节点6的复用节点集合包含节点I，相互复用子集为(I);节点7的复用节点集合包含节点1、2、3、9，相互复用子集为(1、3、9);节点8的复用节点集合为空;节点9的复用节点集合包含节点1、3、
7、10，相互复用子集是(1、3、7)、(1、10);节点10的复用节点集合包含节点1、9，相互复用子集是(1、9)。
[0034]图4的拓扑是图3中的节点4掉线，此时拓扑发生变化，主节点5检测到之后需要重新分配控制时隙资源，过程如下:
从节点物理地址由小到大进行分配，取出节点I，为其分配控制时隙0，节点I的可复用控制时隙的节点集合包含节点3、6、7、9、10，可同时和节点I相互复用时隙子集(即相互之间都可复用)有{(3、7、9)、(6)、(9、10)}，复用节点个数最多的是3个，即第一种组合，{3、7、9}也被分配时隙O。
[0035]取出节点2，为其分配时隙I，节点2的可复用控制时隙的节点集合只有节点7，节点7也被分配时隙I。
[0036]取出节点3，为其分配时隙2，其复用集合{1、7、9}之间都可相互复用，{1、7、9}同被分配时隙2。
[0037]同上方法依次将剩余的节点全部分配控制时隙，当节点全部分配完成控制时隙会分配到时隙8，剩余的7个时隙(9?15)按照时隙O?6的分配结果相应进行分配。
[0038]本实施例子仅以节点掉线导致拓扑变化为例阐述，其余情况可以类似处理，在此不作详细说明。
[0039]本发明通过将时域资源划分为控制时隙和数据时隙，数据时隙包含多个数字子帧，通过对控制时隙采用无冲突的慢速分配，实现对时隙和频点的无竞争分配，避免资源浪费，同时可保证时延和吞吐量等QOS指标。
【主权项】
1.一种多信道同步自组织网络的调度方法，其特征是:对采用时分方式的多信道自组织网络，将时域资源划分为连续的时帧，将每个时帧分成一个控制子帧以及一个数据子帧，每个控制子帧内包含多个控制时隙，每个数据子帧内包含多个数据时隙，数据时隙包含多个物理信道，组成多信道同步自组织网络的多个节点能同时实用不同的物理通道，但每个节点在同一时间只能使用一个物理信道进行发送或接收消息;对控制子帧内的控制时隙采用无冲突的慢速分配方式进行分配。2.根据权利要求1所述的多信道同步自组织网络的调度方法，其特征是:每个时帧的长度相同，在多信道同步自组织网络的拓扑产生变化时，通过节点调度模块进行控制时隙的分配。3.根据权利要求2所述的多信道同步自组织网络的调度方法，其特征是，所述节点调度模块进行控制时隙分配的过程包括如下步骤: 步骤s1、确定待分配节点集合； 步骤s2、确定每个节点可复用控制时隙的节点集合； 步骤s3、确定待分配控制时隙集合； 步骤s4、根据上述的待分配节点集合、每个节点可复用控制时隙的节点集合以及待分配控制时隙集合进行控制时隙分配，并使得每个控制时隙间相互不冲突。4.根据权利要求3所述的多信道同步自组织网络的调度方法，其特征是，步骤Si中，将多信道同步自组织网络中的所有节点确定为待分配节点集合内的待分配对象;步骤s2中，对待分配节点集合中的任一节点作为当前节点，将待分配节点集合中与当前节点所有邻居节点相差两跳及以上距离的节点作为可复用控制时隙节点，根据所述可复用控制时隙节点确定每个节点可复用控制时隙的节点集合，并根据每个节点可用复用控制时隙的节点集合确定相互复用子集。5.根据权利要求3所述的多信道同步自组织网络的调度方法，其特征是，步骤s3中，确定控制时隙个数阈值，若多信道同步自组织网络内的节点数量不大于控制时隙个数阈值时，每时帧控制时隙的个数为节点数上对齐到节点数量最近的2的整数次幂；当多信道同步自组织网络内的节点数量大于控制时隙个数阈值时，每帧控制时隙的个数为控制时隙个数阈值。6.根据权利要求4所述的多信道同步自组织网络的调度方法，其特征是，所述步骤4中，具体分配过程为:从待分配时隙集合中取出一个控制时隙，从待分配节点集合中取出一个节点，并将所述节点作为当前分配节点，将取出的控制时隙分配给当前分配节点，将当前分配节点从待分配节点集合中剔除，从当前分配节点的可复用控制时隙的节点集合中寻找元素最多的相互复用子集，并将所述取出的控制时隙同样分配给相互复用子集内的节点，且将取出的控制时隙从待分配时隙集合中剔除，直至对待分配时隙集合中的所有控制时隙都进行分配。7.根据权利要求6所述的多信道同步自组织网络的调度方法，其特征是，待分配时隙集合中的控制时隙按时间推进顺序依次取出，待分配节点集合中的节点按节点物理地址递增顺序取出;若当前分配节点的可复用控制时隙的节点集合中存在元素个数相同并列最大的相互复用子集，则随机选择一组相互复用子集，将取出的控制时隙分配给选择相互复用子集的节点。
【专利摘要】本发明涉及一种多信道同步自组织网络的调度方法，其对采用时分方式的多信道自组织网络，将时域资源划分为连续的时帧，将每个时帧分成一个控制子帧以及一个数据子帧，每个控制子帧内包含多个控制时隙，每个数据子帧内包含多个数据时隙，数据时隙包含多个物理信道，组成多信道同步自组织网络的多个节点能同时使用不同的物理通道，但每个节点在同一时间只能使用一个物理信道进行发送或接收消息；对控制子帧内的控制时隙采用无冲突的慢速分配方式进行分配。本发明能实现多信道同步自组织网络的时频资源无冲突分配，避免资源浪费，同时可保证时延和吞吐量等QOS指标。
【IPC分类】H04W84/18, H04W72/12
【公开号】CN105722241
【申请号】CN201610249042
【发明人】梁静, 吕欣岩, 朱双贺, 高浩真
【申请人】江苏中科羿链通信技术有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年4月20日