[发明专利]一种分布式无线回程路由算法

摘要

本发明公开了一种分布式无线回程路由算法，属于无线移动通信领域；具体是一种基于分数和位置感知的分布式无线回程路由算法，首先服务于用户的回程节点广播回程请求信号，符合要求的节点AP根据得分机制中的效应函数计算出自身得分同时对网络的带宽资源进行规划，并上报回应信号给回程节点，回程节点选出分数最高的AP作为其下一跳，依次最终跳至本地服务中心，最后传回核心网。该算法保证了满足用户的回程数据速率需求的前提下，规划出完整的无线回程路径，有着很高的成功率且路径规划灵活合理，并且将系统的部分计算任务卸载到各个接入点上，使得系统管理开销更少。

主权项

一种分布式无线回程路由算法，其特征在于，从分布式的角度考虑网络中无线回程链路的规划，不仅考虑了网络中各个AP的信道状况、负载以及系统带宽资源，且更加合理有效地规划出满足回程速率需求的无线回传路径；具体步骤如下：步骤一、构建包括用户设备，各接入节点，回程节点，以及本地服务中心的超密集网络场景；每个用户UE与周围的若干接入节点AP建立接入链路，组成属于该用户的接入点组APG，网络中每个需要回传数据到本地服务中心LSC的用户UE都对应着唯一的接入点组APG，该组中的AP都同时为该用户UE提供服务；在每个用户UE对应的接入点组APG中选择一个接入点作为回程节点BAP；步骤二、针对某用户，服务于该用户的回程节点BAP接收该用户需要回传到核心网的数据；步骤三、设定该用户的回程节点为BAP A，A向周围的各接入节点AP广播回程请求信号；请求信号包括回程请求字段；步骤四、周围的回程节点BAP以及周围的空闲接入节点AP收到该回程请求信号后，根据打分机制算出自身分数，并向回程节点BAP A发送回应信号；打分机制的计算中以回程节点BAP A周围的某回程节点BAP k为例，计算节点BAP k的自身分数过程如下：步骤I、针对子信道n，回程节点BAP k受到其他节点AP的干扰为：Ikn=Σi≠APinhikndik-α(n∈F,n∉J,n∉L)]]>Pin表示节点APi在子信道n上的发送功率，i是除回程节点BAP A之外的其他节点AP；代表回程节点BAP k与节点APi之间在子信道n上的信道增益，服从均值为1的指数分布；dik代表回程节点BAP k与节点APi之间的距离；α为信道衰减系数；F表示超密集网络场景中所有用于回程的N个子信道的集合F＝{1,2,....n,...,N}；J表示回程节点BAP k回传任务所占用的子信道集合J＝{1,2,...bk}；bk为回程节点BAP k当前的回传任务数；L表示回程节点BAP k的用户的接入链路当前所占用的子信道集合L＝{1,2,...ak}；ak为接入回程节点BAP k的用户数；步骤II、根据干扰计算回程节点BAP k与回程节点BAP A在子信道n上的信干噪比SINRAkn=PAnhAkndAk-αIkn+σkn]]>表示回程节点BAP A在子信道n上的发送功率，代表回程节点BAP k与回程节点BAP A之间的信道增益，代表回程节点BAP k与回程节点BAP A之间的距离；为热高斯白噪声，B为子信道的带宽；N0是高斯白噪声的功率谱密度；步骤III、根据信干噪比和香农定理，计算回程节点BAP k与回程节点BAP A在信道n上的传输速率rAkn=Blog2(1+SINRAkn)]]>步骤IV、回程节点BAP k根据自身占用的带宽资源，结合传输速率计算自身分数；scorek=maxxknrAkn(1-ak+bkN)]]>是二进制变量，表示子信道n是否被回程节点BAPk占用；表示子信道n被回程节点BAP k占用，表示子信道n没有被回程节点BAP k占用；每个节点AP在为自身打分的同时，也选择了能达到最大速率的子信道；周围的回程节点BAP以及各空闲的接入节点AP分别将包含了分数和位置信息的回应信号发送到回程节点BAP A；步骤五、当回程节点BAP A收到回应信号后，分析回应信号中的分数和位置信息选出符合条件的节点AP放到候选集合中；步骤六、回程节点BAP A选出候选集合中分数最高的接入节点AP，记为B；并与其建立回程链路连接，将用户的数据传送到接入节点AP B；步骤七、重复步骤三到步骤六，最终将该用户的数据从源点BAP A传送到本地服务中心LSC，LSC再将数据通过光纤链路传回核心网。