一种无线云计算系统的接入点部署与信道分配方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无线云计算系统的接入点部署与信道分配方法,首先，假设各个AP部署于一个区域内的网格点上，AP可以在该区域内的任意位置进行部署。其次，在已知AP相互连接状态的情况下，本方法以AP覆盖面积最大为最优准则，通过动态规划的方法的逐步寻找局部最优解，继而得到全局最优解，从而完成对AP位置的部署。最后，通过对AP位置的分析，确定任意链路的干扰集，基于公平分配的原则，使无线信道在某条链路及其干扰集内链路进行平均分配，从而使每条链路分到的无线信道数近似的相等。本发明专利技术提出了一种动态规划的AP部署方式，相对于穷举法，减少了计算的复杂度，同时也提出了一种基于干扰集的无线信道的分配方式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信的
，具体涉无线云计算系统的一种接入点部署和信道分配方法。
技术介绍
物联网与第五代无线蜂窝网络的发展，加之硬件技术的进步，给计算模式带来新的发展契机。5G网络在传统通信方式基础上，更多的考虑允许设备直接通信的新技术，比如D2D、M2M通信，使得设备间资源共享更加便捷；在硬件方面，终端的计算资源会有大幅度提高，在软件方面，虚拟化技术将会保障更加灵活的负载转移，资源匮乏的移动终端不仅可以选择利用远端云计算中心的计算资源，还可以就近利用周边资源丰富且空闲的终端资源。相较于强大的远程云计算中心，这种临近的计算资源被称之为微云(Cloudlet)，这种在无线通信技术支持下，移动终端利用设备周边微云资源的计算模式称之为移动微云计算。针对移动云计算中存在的问题，微云的概念被提出，微云由智能移动设备周边的一个或多个资源丰富的计算机组成，旨在以最小的安全风险，最短负载转移距离，以及最小通信时延增强智能移动设备的性能。相较于远端云，微云能够提供的计算资源有限，但是具有时延短的优势，对于交互性应用具有更快的响应速度；用户可以选择可信任的终端作为接受负载的微云，数据转移不需要经过复杂的Internet网络，提高了安全性；微云资源不仅可以是周边高性能桌面设备，比如多核、千兆以太网互联的计算机，也可以是移动设备，即计算容量有剩余且愿意向其他瘦终端提供服务的移动终端，资源共享具有了更多的灵活性。远端云计算中心充当候补角色，在微云资源不足时，负载转移到远端云计算中心执行。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种无线云计算系统的接入点部署与信道分配方法，在接入点部署的过程中，采用了动态规划的算法，信道分配过程当中，确立了链路的干扰集，使信道在链路中平均分配。。本专利技术采用的技术方案为：一种无线云计算系统的接入点部署与信道分配方法，具体包括以下步骤：(1)假设有Nap个AP(Wireless Access Point)，初始化第一个AP的位置，所有网格中的节点都可以作为可选点，假设有Q个可选AP，则此时第一个AP可以在任何的位置，则初始状态下得到的局部最优解有Q个；(2)进行下一个AP的部署，对于此时已经得到的某个局部最优解，将网格中的可选点进行筛选，首先去除与已部署AP的可选点，之后去除无法符合已知AP连接状态的可选点；(3)将步骤(2)中的可选点分别添加至该对应的局部最优解，计算这些可选点分别作为该AP的部署点时的覆盖面积，选取其中值最大的一组作为新的局部最优解，则可以得到更新后的Q个局部最优解；(4)重复步骤(2)(3)，完成对Nap个AP的部署，得到Q个局部最优解，这个过程中，即随着部署AP数目的增加，Q个局部最优解中的每一个解，其自身在不断的扩充；(5)对于Q个局部最优解，这些最优解在不断的扩充，最终得到了Nap个AP的部署方案，这里选取Q个局部最优解中AP覆盖面积最大的一组解作为Nap个AP的部署方案；(6)筛选得到每条链路的干扰集；(7)确定某条链路的干扰集内包含的链路，将无线信道在该链路与其干扰集内链路平分，即按顺序对无线信道进行排查，当如果不属于其干扰集内链路，则可以分配给该链路，直到该链路达到平分后的值；(8)因为步骤(7)中采用了向下取整的形式，则上述过程结束后，可能有剩余的无线信道，将剩余的无线信道平均分配给各个链路。作为优选，所述步骤(2)中，假设此时正对第n个AP进行部署且n≤Nap，对于第q个局部最优解，对网格中的Q个可选点进行筛选，首先去除与已部署AP的可选点，之后去除无法符合要求的AP连接状态的可选点，即假设第n个AP部署于该可选点后，AP间的连接状态已经确定，此连接状态不符合预定。假设此时有Q’个筛选后的可选点。作为优选，所述步骤(3)中，对于此时Q个局部最优解中的第q个局部最优解，将步骤(2)中的Q’个可选点分别添加至该局部最优解，计算扩充后局部最优解下AP的覆盖面积，选取其中值最大的一组作为分配第n个AP第q个局部最优解，同理，得到第n个AP的Q个局部最优解。作为优选，所述步骤(6)中，根据已知的AP连接状态，假设无线信道chk被分配给链路lm,n，APn通过chk接收来自APm的数据，在这种情况下，若其他AP使用信道chk向APn发送收，那么该数据与来自APm的数据将在APn出相互干扰。与此同时，也不可以APn使用信道chk向其他接入点发送数据，因为从APn发出的信号会与来自APm的信号产生干扰。则如果无线信道chk被分配给链路lm,n，那么所有与lm,n存在公共接入点的无线链路均不能再使用chk，这些对lm,n产生干扰的链路的集合定义为lm,n的干扰集IFm,n，通过筛选可以确定任意一条链路的干扰集。作为优选，所述步骤(7)中，假设链路lm,n的干扰集IFm,n内有NIF条链路，总的无线信道数为为Nch，则lm,n可以获得无线信道数Nm,n＝[Nch/(NIF+1)]，在分配信道的时候，对lm,n的分配首先考虑到已分配到其干扰集链路中的无线信道，即将非在其干扰集内的Nm,n条无线信道分配给lm,n。在已知AP连接状态的情况下，本专利技术以AP覆盖面积最大为最优准则，通过动态规划的方法的逐步分配AP，每个AP寻找局部最优解，继而得到全局最优解，从而完成对AP位置的部署。之后，通过对AP位置的分析，确定某条链路的干扰集，基于公平分配的原则，使无线信道在某条链路及其干扰集内链路进行平均分配，从而使每条链路分到的无线信道数近似的相等。本专利技术的有益效果：本专利技术针对无线云计算系统，提出了一种动态规划的AP部署方式，相对于穷举法，减少了计算的复杂度，同时也提出了一种基于干扰集的无线信道的分配方式。附图说明图1为一种3个接入点部署方案；图2为步骤1～5确定接入点部署方案流程图；图3为步骤6～8无线信道分配流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1-3所示，一种无线云计算系统的接入点部署与信道分配方法，具体包括以下步骤：1.假设有Nap个AP需要部署，初始化第一个AP的位置，假设有Q个可选点，则此时第一个AP可以在任何的位置，则初始状态下得到的局部最优解有Q个。2.进行下一个AP的部署，假设此时正对第n个AP进行部署且n≤Nap，对于网格中的Q个可选点进行筛选，首先去除与已部署AP的可选点，接着去除不符合条件的可选点，假设第n个AP部署于某可选点，当AP间的距离大于β的时候，AP之间无法通信，则根据β可以得到此时n个AP的连接状态，当该状态不符合部署要求则该可选点去除。例如，图1中，一个10×10个单位的网格，假设当AP间的距离大于4，因为无线信道带宽随着传输距离的衰减，AP之间将不在联通，则此时AP1与AP2之间的距离为3个单位，AP1与AP3之间的距离为个单位，AP2与AP3之间的距离为5个单位，那么AP2与AP3之间不连通，如果希望AP之间全联通，则AP3不可以部署于该位置。经过上述过程，假设此时有Q’个筛选后的可选点，分别为g1,g2,…,gQ’。3.对于此时每个局部最优解，我们假第q个局部最优解为pathqn-1＝[loc1,loc2,…,locn-1]，它表示AP1到APn-1的一组位置，将步骤2中的Q’个可选点分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线云计算系统的接入点部署与信道分配方法，其特征在于：包括如下步骤:具体包括以下步骤：(1)假设有Nap个AP，初始化第一个AP的位置，所有网格中的节点都可以作为可选点，假设有Q个可选AP，则此时第一个AP可以在任何的位置，则初始状态下得到的局部最优解有Q个；(2)进行下一个AP的部署，对于此时已经得到的某个局部最优解，将网格中的可选点进行筛选，首先去除与已部署AP的可选点，之后去除无法符合已知AP连接状态的可选点；(3)将步骤(2)中的可选点分别添加至该对应的局部最优解，计算这些可选点分别作为该AP的部署点时的覆盖面积，选取其中值最大的一组作为新的局部最优解，则可以得到更新后的Q个局部最优解；(4)重复步骤(2)(3)，完成对Nap个AP的部署，得到Q个局部最优解，这个过程中，即随着部署AP数目的增加，Q个局部最优解中的每一个解，其自身在不断的扩充；(5)对于Q个局部最优解，这些最优解在不断的扩充，最终得到了Nap个AP的部署方案，这里选取Q个局部最优解中AP覆盖面积最大的一组解作为Nap个AP的部署方案；(6)筛选得到每条链路的干扰集；(7)确定某条链路的干扰集内包含的链路，将无线信道在该链路与其干扰集内链路平分，即按顺序对无线信道进行排查，当如果不属于其干扰集内链路，则可以分配给该链路，直到该链路达到平分后的值；(8)因为步骤(7)中采用了向下取整的形式，则上述过程结束后，可能有剩余的无线信道，将剩余的无线信道平均分配给各个链路。...

【技术特征摘要】
1.一种无线云计算系统的接入点部署与信道分配方法，其特征在于：包括如下步骤:具体包括以下步骤：(1)假设有Nap个AP，初始化第一个AP的位置，所有网格中的节点都可以作为可选点，假设有Q个可选AP，则此时第一个AP可以在任何的位置，则初始状态下得到的局部最优解有Q个；(2)进行下一个AP的部署，对于此时已经得到的某个局部最优解，将网格中的可选点进行筛选，首先去除与已部署AP的可选点，之后去除无法符合已知AP连接状态的可选点；(3)将步骤(2)中的可选点分别添加至该对应的局部最优解，计算这些可选点分别作为该AP的部署点时的覆盖面积，选取其中值最大的一组作为新的局部最优解，则可以得到更新后的Q个局部最优解；(4)重复步骤(2)(3)，完成对Nap个AP的部署，得到Q个局部最优解，这个过程中，即随着部署AP数目的增加，Q个局部最优解中的每一个解，其自身在不断的扩充；(5)对于Q个局部最优解，这些最优解在不断的扩充，最终得到了Nap个AP的部署方案，这里选取Q个局部最优解中AP覆盖面积最大的一组解作为Nap个AP的部署方案；(6)筛选得到每条链路的干扰集；(7)确定某条链路的干扰集内包含的链路，将无线信道在该链路与其干扰集内链路平分，即按顺序对无线信道进行排查，当如果不属于其干扰集内链路，则可以分配给该链路，直到该链路达到平分后的值；(8)因为步骤(7)中采用了向下取整的形式，则上述过程结束后，可能有剩余的无线信道，将剩余的无线信道平均分配给各个链路。2.根据权利要求1所述的一种无线云计算系统的接入点部署与信道分配方法,其特征在于：所述步骤(2)中，假设此时正对第n个AP进行部署且n≤Nap，对于第q个局部最优解，对网格中的Q个可选点进行筛选，首先去除与已部署AP的可选点，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张源，张佳乐，郑军，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32