在使用多信道的无线传感器网络中高效分配信道的方法技术

技术编号:9672345 阅读:64 留言:0更新日期:2014-02-14 20:26
本发明专利技术提供了一种在使用多信道的无线传感器网络中高效分配信道的方法步骤如下:首先节点先计算出自己的传输能力,这个传输能力决定了节点的传输优先级。接下来节点根据自己的传输能力和周围节点的传输能力做出信道占用的初始化决策,然后节点开始一个个顺序做出决策。它们的决策依据是传输能力和周围节点在上一轮决策中的决策。直到每个节点的决策都不再改变之后,决策结束,然后节点根据自己的决策进行信道选择和数据传输。本发明专利技术是一个分布式方法,不需要设立控制者,可以大大的减少由于设立总控制者所需要的费用,同时也是高效的,能保证在节点开始传输的时候,信道上不会有冲突,并能最大化地利用空闲信道,从而提高网络输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种无线通信
的方法,尤其是一种基于博弈论的合理分配信道资源达到网络输出最优的方法,具体地是。
技术介绍
在多信道的无线网络中的信道分配是一个非常热门的话题,因为随着无线网的发展,频谱资源的稀缺严重地制约了信息的高效和快速的传输,而这个话题不仅在学术上得到了广泛的关注,在工业应用领域也颇受重视。有效地利用现有资源将帮助我们的网络得到更好的输出。一方面,我们很容易理解随着信道数量和网络中节点个数的增加,这个问题将会变得越来越复杂。而这个问题却在多信道多跳网络中的应用最为广泛最贴近实际的,且这是一个很少讨论的问题。另一方面,之前的专利技术很少从经济学的角度来探讨这个问题,而专利技术人可以发现用博弈论可以高效地解决信道分配问题,不仅可以得到较高的网络输出,同时可以在一个较短的时间内完成决策。在本专利技术中,专利技术人运用博弈论的思想,提出了一个分布式的方法来解决这个在多信道的多跳网络中的信道分配问题。分布式方法能十分有效地减小中心基站收集数据和做决策的巨大费用,并被广泛地运用到现在的无线网络传输中。本专利技术提供的方法能帮助网络获得一个整体的较优的输出,并能有效地防止在多跳网络中经常发生的数据拥塞。这说明了本专利技术提供的方法不仅能使得网络有一个较高的输出,还能在一定程度上保证公平性,这意味着在本专利技术的网络中的每个节点都将会获得一定的机会来传输它们的数据。
技术实现思路
本专利技术讨论的网络场景是一个拥有多个信道的多跳网络,在这个网络中只有一个中心节点,其它节点每个时隙都会产生一定量的数据,这些数据最后都会通过中继节点发送给中心节点,而只有中心节点接收到的数据才被计算为网络的输出。本专利技术的内容并不讨论关于在多跳网络中发送数据路径的选择(即中继节点的选择),本专利技术在一个已知的网络场景中,讨论信道分配问题,每个节点都知道它需要将数据传给哪个节点。根据本专利技术的一个方面,提供一种,基于博弈论为基础,这样的信道分配方法能提高信道分配效率,包括以下步骤:第一步,分别给无线传感器网络中的每个节点编号并设置每个节点相应的传输速率、初始节点状态信息、节点传输时间、以及节点数据生成速率;第二步,每个节点计算出自己的传输能力并广播,并获取自己周围节点的传输能力;第三步,每个节点根据自己的传输能力,周围节点的传输能力做出初始决策,即每个节点同时做出初始决策;第四步,每个节点按顺序做决策,选择信道进行传输或者放弃在本时隙传输;例如,每个节点有多个选择(选择数量取决于信道数量),分别是选择信道一,信道二,信道三.....,第五步,经过多轮决策以后,如果到达一个状态那么认为网络达到均衡,或者说是纳什均衡,也就是每个节点都没有动力再去改变自己的决策,其中,所述状态是本轮所有节点的决策都与上轮所有节点的决策相同;第六步,到达均衡之后,每个节点都根据自己的决策选择信道以及传输数据。优选地,在所述第二步中,节点的传输能力计算方法为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在使用多信道的无线传感器网络中高效分配信道的方法,其特征在于其基于博弈论为基础,这样的信道分配算法能提高信道分配效率,包括以下步骤:第一步,分别给无线传感器网络中的每个节点编号并设置每个节点相应的传输速率、初始节点状态信息、节点传输时间、以及节点数据生成速率;第二步,每个节点计算出自己的传输能力并广播,并获取自己周围节点的传输能力;第三步,每个节点根据自己的传输能力,周围节点的传输能力做出初始决策,即每个节点同时做出初始决策;第四步,每个节点按顺序做决策,选择信道进行传输或者放弃在本时隙传输;第五步,经过多轮决策以后,如果到达一个状态,这个状态是本轮所有节点的决策都与上轮所有节点的决策相同,那么认为网络达到均衡,或者说是纳什均衡,也就是每个节点都没有动力再去改变自己的决策,其中,所述状态是本轮所有节点的决策都与上轮所有节点的决策相同;第六步,到达均衡之后,每个节点都根据自己的决策选择信道以及传输数据。

【技术特征摘要】
1.一种在使用多信道的无线传感器网络中高效分配信道的方法,其特征在于其基于博弈论为基础,这样的信道分配算法能提高信道分配效率,包括以下步骤: 第一步,分别给无线传感器网络中的每个节点编号并设置每个节点相应的传输速率、初始节点状态信息、节点传输时间、以及节点数据生成速率; 第二步,每个节点计算出自己的传输能力并广播,并获取自己周围节点的传输能力; 第三步,每个节点根据自己的传输能力,周围节点的传输能力做出初始决策,即每个节点同时做出初始决策; 第四步,每个节点按顺序做决策,选择信道进行传输或者放弃在本时隙传输; 第五步,经过多轮决策以后,如果到达一个状态,这个状态是本轮所有节点的决策都与上轮所有节点的决策相同,那么认为网络达到均衡,或者说是纳什均衡,也就是每个节点都没有动力再去改变自己的决策,其中,所述状态是本轮所有节点的决策都与上轮所有节点的决策相同; 第六步,到达均衡之后,每个节点都根据自己的决策选择信道以及传输数...

【专利技术属性】
技术研发人员:庄炜旭施琦黄新王新兵田军
申请(专利权)人:上海交通大学富士通株式会社
类型:发明
国别省市:

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