专利名称：一种提高无线网络容量的链路设计方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及无线传输和优化理论。
背景技术：
通信网络的容量是在给定的网络信道整体特性和传输协议的情况下求解网络的最大信息流。现有无线自组网由于无线信道的时变特性、路径衰落、信道干扰、噪声干扰等原因引起网络吞吐量较低。另外，由于网络拓扑动态变化的特性，使其路由协议难以实现理想的工作，势必造成网络带宽利用率降低，从而进一步影响网络吞吐量。但是现实的无线通 信应用中，诸如传感器网络和战术网络的指挥台都需要大容量的实时处理数据信息。影响网络容量的因素主要是信道増益、节点的发射功率、信道间干扰和噪声干扰等等，相应提闻网络容量的途径有变速率、功率控制、方向天线、多イ目道和干扰消除技术等。无线信道的时变衰落等不利特点和Ad Hoc网络拓扑动态分布式变化限制了网络容量的扩展。IEEE802. lla/g基本设备提供的带宽最高速率为54Mps，当考虑开销时，如MAC冲突，802. 11报头，802. 11ACK，分组出错，实际应用的吞吐量要减半。另外，发送节点和接收节点的距离増大引起信号的衰减将导致网络的链路层数据速率急剧降低；来自其它链路邻节点和同路径上邻节点的干扰，势必严重恶化多跳Ad Hoc网络的带宽问题。然而，诸如IP语音、视频和多媒体等网络应用都要求网络具有高呑吐量。另ー方面，节点移动性使得节点不是选择源节点到目的节点的既定链路传送信息，而是有可能选择链路质量好的链路发送数据，因此能够提高网络容量。但是多跳路由和节点移动性造成端到端传输时延过大，其应用具有局限性，因此为提高网络容量，有必要进行高效的链路设计。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决无线网络在多跳传输条件下的容量较低问题。本发明为解决上述技术问题提供ー种提高无线网络容量的链路设计方法，其特征在于
A、在满足业务QoS要求的条件下，获取物理传输网络传输代价最小的路由，并为这些路由分配容量；
B、实现无线网络处理资源的最优利用；
C、在虚路径交换网络上使用主环方法实现对网络容量状态的控制；
D、通过对偶环方法实现最优网络容量。所述步骤A中，将无线网络分为三个传输层面虚电路交换网络，虚路径交换网络和物理传输网络。其中虚电路交换网络包括虚电路交换单元和虚电路连接单元，虚路径交换网络包括虚路径交叉连接交换单元和虚路径连接单元，总的流程如图I所示。所述步骤A中，根据规则
权利要求
1.一种提高无线网络容量的链路设计方法，解决无线网络在多跳传输条件下的容量较低问题，包括如下步骤 A、在满足业务QoS要求的条件下，获取物理传输网络传输代价最小的路由，并为这些路由分配容量； B、实现无线网络处理资源的最优利用； C、在虚路径交换网络上使用主环方法实现对网络容量状态的控制； D、通过对偶环方法实现最优网络容量。
2.根据权利要求I的方法，对于所述步骤A其特征在于将无线网络分为三个传输层面虚电路交换网络、虚路径交换网络和物理传输网络，其中虚电路交换网络包括虚电路交换单元和虚电路连接单元，虚路径交换网络包括虚路径交叉连接交换单元和虚路径连接单元。
3.根据权利要求I的方法，对于所述步骤A其特征在于根据规则 腿02=15，メ广"^ ’ 巧か(,中f⑷+パ(_，))，Bij{c、= e,(d,b,Cu) , W (cr) = aり(c)(I- f⑷)获得网络中路由分配容量，其中当节点 和节点J之间包含弧a的第r条路径吋，5^=1 ,反之，4护=0’ ^为决策变量，^ij(c)为节点,和节点j之间包含弧a的第r条路径的业务流，An'm(c)为用于描述节点η至节点m的第c组到达业务的Poisson过程參数，がょ(( 为业务流(わた)的流量，有产(c) = (f (c、(C)+A“ (c) a如.(り),が(c\ =(が(c) C^i (c)( ))，其中も=がfc(り(卜声(. =卿)於》=小O为在链路(LJ)上第c组业务的阻塞概率， 为业务数量的维度矢量，t为每组业务所占用的带....(e)宽矢量， 为链路上第c组业务的阻塞概率函数，W = V W为链路 Y' w(i，j)上第。组业务的负载共享系数，其中W mmげ⑷上剰余容量，
4.根据权利要求I的方法，对于所述步骤B其特征在于建立网络计算业务负载优化f Y模型
5.根据权利要求I的方法，对于所述步骤C其特征在干实现对无线网络容量状态的控制，其控制方法实现子步骤为a.初始化主变量Xド；b.使用规则
6.根据权利要求I的方法，对于所述步骤D其特征在干对偶环方法的实现步骤为a.初始化对偶变量U ；b.执行主环方法；c.使用规则
全文摘要
本发明提供一种提高无线网络容量的链路设计方法，通过在满足业务QoS要求的条件下、获取物理传输网络传输代价最小的路由，并为这些路由分配容量，实现无线网络处理资源的最优利用、在虚路径交换网络上使用主环方法实现对网络容量状态的控制，以及通过对偶环方法实现最优网络容量等步骤，实现了无线网络在多跳传输条件下的容量提高。
文档编号H04W40/12GK102685842SQ20121013141
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者黄东, 黄林果 申请人:黄林果