一种功率管理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种功率管理方法，包括：将系统中的节点和通信流分别对应到图中的顶点和边，生成所述系统对应的图；在所述生成的图中选择度最大的顶点，组成顶点集，从所述顶点集中选择一个相关联的边中割边最少的顶点；获取与所述选定的顶点相关联的边，组成边集，对所述边集中的边进行排序，按照排序后的顺序为所述边集中的边代表的节点间通信流提供服务。本发明专利技术实施例同时公开了一种功率管理装置。应用本发明专利技术实施例所述的方法和装置，可以较好地减少系统的能量损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线网络技术，特别涉及一种无线个人区域网络中的功率管 理方法和装置。
技术介绍
无线个人区域网络(WPAN)是一种低速率、低功耗、低复杂度并且包括 大量无线节点的网络，其潜在应用领域有传感器、遥控玩具、智能徽章、遥控 器以及家庭自动化装置等。美国电机电子工程师协会(正EE) 802.15.4标准为 WPAN的实现制定了媒体访问控制(MAC)层协议，其传输范围在WPAN的 典型传输范围10m左右。该标准规定了 WPAN的三种可选it据率250kbit/s、 40kbit/s以及20kbit/s;两种寻址方式16位比特和64位比特寻址；三种工作 频段2.4GHz频段上16个信道，915MHz频段上10个信道以及868MHz频段 上1个信道。IEEE802.15.4标准中规定，使用超帧来周期性地组织网络内节点间的通 信，WPAN中的协调器利用超帧结构来限制带宽。图l为现有超帧结构示意 图。如图l所示， 一个超帧通常由活跃期和不活跃期两部分组成，在不活跃 期间，节点进入休眠状态以节省能量。每个超帧的活跃期又具体分为三部分 信标帧、竟争时段(CAP)以及非竟争时段(CFP)。其中，信标帧在传输 时隙0的起始处，随后为CAP时段，CAP时段之后为CFP时段，并持续到超帧活 跃期结束。活跃期的三个组成部分被具体划分为超帧时隙数目(aNumberSupe rframeSlots )个等长的时隙，每个时隙的持续时间为2S° *a^weS/orDw油'o。在 CAP时段，节点使用载波侦听多点接入(CSMA) /冲突避免(CA)算法竟争接 入信道；在CFP时段，节点无需使用CSMA/CA算法来竟争信道，网络中的协调 器根据节点在CAP时段申请的时隙保证机制(GTS)情况，将CFP划分为若干 个GTS，每个GTS由若干个连续时隙组成，所以CFP的持续时间取决于所有GTS 的长度。通常情况下，为节省能量，可以使各节点在与自己无关的GTS进入到功 率很低的休眠状态；而如果要在此基础上实现更合理的能量利用，则需要对 现有功率管理方法进行一定的优化。现有技术中提出了一种功率管理优化方法，即链接服务算法(LSA， Linked Service Algorithm )。在介绍这一算法的具体实现之前，首先介绍一 些与之相关的图论中的概念和定理。定义l图所谓图是指一个三元组，记作G^K(G)，E(G)，(KG)〉，其中 (1) r(G)-，u丄r(G)々，称为G的顶点(vertex)集合；(2 ) ￡(G)=， …，为G的边(edge )集合；其中e'为{vj，v'}或< vvt >' J; 若e,为，vj，则称ei为以和、为端点(en(J vertices )的无向边(undirectededge),每条边都是无向边的图称为无向图(undirected graph);若￡'以、为起点(origin) ， vt为终点(terminus )，则称e'为有向边(directed edge ),每条边都是 有向边的图称为有向图(directed graph )。(3) ^(G):E — VxV称为关联函数(incidence ftinction )。定义2度(degree )G是任意图，xeG，与x关联的边数称为x的度，记作deg (x)或d (x); 关联于同一条边的两个顶点称为邻接顶点(adjacentvertex);不与任何顶点相连 接的顶点，即度为零的顶点称为孤立顶点(isolatedvertex);关联于同一个顶点 的边称为邻接边(adjacent sides);仅有一些孤立顶点的图称为零图(nullgraph) 或空图(empty graph);只有一个孤立顶点的图称为平凡图(trivial graph);任 何不同的两顶点之间都有边相连的简单无向图称为完全图(complete graph )。定义3 ^各(path)和连通图(connected graph)给定图G《r(G),A(G),^(G)〉，图中的一条通路是一个点、边交替的序列Uoe,u,e2…u工Un(u、，v^) 其中，U| e V(G)， e'￡E(G) , -。和v^分别称为通路的起点和终点，当其重合时该通路称为回路；无向图G中，若顶点u和v之间存在通路，则称u和v 是连通的；规定任何顶点自身是连通的；若G是平凡图或G中任何两点均连通， 则称G是连通图，否则称G是非连通图或分离图。定义4欧拉(Euler)图给定无孤立顶点的无向图G，经过G每边一次的迹称为欧拉路(Eulerpath)。 经过图G每边一次且仅一次的回称为欧拉回路(Euler circuit));含欧拉回路的 无向连通图是欧拉图。定理5连通图G中具有欧拉回路的条件是当且仅当它的每个顶点都有偶数度。 定义6哈密顿(Hamilton)图给定无向图G,若存在一条路经过G的每一个顶点一次且仅一次，则这条 路称为哈密顿路(Hamilton path);经过图G每个顶点一次且仅一次的圈称为哈 密顿圈(Hamilton cycle )或p合密顿回^各(Hamilton circuit);含p合密顿的无向图 是哈密顿图。基于上述图论内容，现有技术中提出了一种用于实现功率管理的LSA 算法。该算法将系统中的每个节点看作是图中的一个顶点，将节点之间交互 的通信流看作图中的边，从而生成一个图，通过对该图进行分析，实现功率 管理，即通信流调度。本领域技术人员可以知道，对于任何一个给定的图， 必定包含一个最佳顺序，而且通过穷举法可以找到这个最佳顺序，但是其算 法复杂度为N!。显然，这样的复杂度随着N的增加将变得不可接受，所以， LSA算法中提出了寻找次优顺序的思想，即在每次确定下一个需要调度的通信流时，尽量使剩下的流链接起来，具体实现如下(1) 将系统中各通信流用图G的方式表示。(2) 在G中选择度最大的节点v,.,其对应的连通分图用Gl表示，令G =G1;将所有与巧相关联的边的集合记作/=(3) 对&, ei2， ...， Ak进行排序，为排序后的各边对应的流连续提供服务；比如，在与v,邻接的所有顶点中选择除v,外度最大的顶点v,.及其对应的 边eij,将eij代表的流放在最后，之后再选择除v,和力外度最大的顶点对应 的边，将其代表的流放在e;j之前处理，其它类推；令G-G-/,若G为空，则结束流程；否则，执行步骤(4);(4) 在G中选择度最大的顶点Vj，并执行步骤(2);上述LSA算法虽然可以实现通信流调度，但该算法存在着一定的缺陷，即 当系统中存在一个以上度最大的节点时，该算法中只能随机地选择其中的 一个 节点作为调度时的第一个节点，但实际应用中，选择哪个节点作为第一个节点 对后续过程影响是有差异的。举例说明图2为现有将系统中的通信流用图表示后的示意图。如图2U) 所示，其中的vi、 v2、 v3、 v4和v5分别表示系统中的五个节点；根据LSA算 法，度最大的顶点是v6和v2,均为3,假设随机选择节点v6作为第一个节点， 那么图2 (a)所示系统的通信流调度顺序为^—e3—e64ei4e24e4，总唤醒 次数为8次；因为在与V6有关的通信流结束后，图中就只剩下互不连通的两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率管理方法，其特征在于，该方法包括：　将系统中的节点和通信流分别对应到图中的顶点和边，生成所述系统对应的图；　在所述生成的图中选择度最大的顶点，组成顶点集，从所述顶点集中选择一个相关联的边中割边最少的顶点；　获取与所述选定的顶点相关联的边，组成边集，对所述边集中的边进行排序，按照排序后的顺序为所述边集中的边代表的节点间通信流提供服务。

【技术特征摘要】
1、一种功率管理方法，其特征在于，该方法包括将系统中的节点和通信流分别对应到图中的顶点和边，生成所述系统对应的图；在所述生成的图中选择度最大的顶点，组成顶点集，从所述顶点集中选择一个相关联的边中割边最少的顶点；获取与所述选定的顶点相关联的边，组成边集，对所述边集中的边进行排序，按照排序后的顺序为所述边集中的边代表的节点间通信流提供服务。2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从顶点集中选择一 个相关联的边中割边最少的顶点的方法包括判断所述顶点集中的顶点个数是否为一，如果是，则该顶点即为选定的 相关联的边中割边最少的顶点。3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从顶点集中选择一 个相关4关的边中割边最少的顶点的方法包括选择所述顶点集中的任一顶点，判断该顶点相关联的边中是否存在割 边；如果不存在，则该顶点即为选定的顶点；如果存在，则对该顶点以外的 其它顶点进行判断，直到找到 一个相关联的边中不存在割边的顶点。4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所迷从顶点集中选择一 个相关联的边中割边最少的顶点的方法进一 步包括当所述顶点集中所有顶点相关联的边中均存在割边时，选择去掉割边后 互不连通的子图最少的 一 个顶点作为选定的顶点。5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对边集中的边进行 排序的方法包括选择与所述选定的顶点邻接的所有顶点中除选定顶点外度最大的顶点，将该顶点对应的边排在所述边集的最后；选择与所述选定的顶点邻接的所有顶点中除选定顶点外度次大的顶点，将该顶点对应的边排在所述边集的次后位置，其余顶点依次类推。6、 根据权利要求1~5中任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一 步包括从所述图中去除所述选定的顶点对应的边集中的内容，得到新的图； 当所述新图不为空时，从所述新图中选择度最大的顶点，生成新的顶点 集，从所述顶点集中选择一个相关联的边中割边最少的顶点；获取与所述选 定的顶点相关联的边，组成边集，对所述边集中的边进行排序，按照排序后 的顺序为所述边集中的边代表的节点间通信流提供服务。7、 一种功率管理装置，其特征在于，该装置包括生成单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]