一种无线对等网络中节点的多源调度方法技术

本发明专利技术公开了一种无线对等网络中节点的多源调度方法，包括：根据各节点的实际信道状态和剩余能量状态确定出同一时隙下综合状态最佳的节点，通过该节点传输信息。本发明专利技术节点的多源调度方法充分利用了无线信道状态和剩余能量状态信息，使得任何时刻都可以选择综合状态最佳的节点进行信息的传输，从而保证接收端节点获得最大的数据速率，并最小化网络中节点的耗电量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种无线对等网络中节点的多源调 度方法。
技术介绍
不同于传统的通信网络，对等网络(P2P Peer-to-peer)弱化了服务器 的概念，网络中成千上万的节点均是地位相同的资源提供者和请求者，所有 节点之间拥有对等的关系，P2P网络具有自组织、非中心化、可扩展性等优 点。同时，随着无线通信技术的不断发展，多跳分布式无线自组网(Ad Hoc)得到了前所未有的重视，其可以在任何时刻、任何地点不需要硬件基 础网络设施的支持，快速构建起无线移动通信网络，具有独立性、非中心 化、可扩展性等优点。由于对等网络、多跳分布式无线自组网是位于网络协议栈中不同层上的 分布式结构模式，两者都具有非中心化、可扩展性等优点，因此将二者充分 结合的无线对等网络可以提供一种便利、快捷的无线通信模式。进一步地，目前，对于网络的多源调度方法，在固定网络中，主要是通 过服务器的协助，多个源节点同时对目标源中文件的一部分进行发送，以完 成文件的传输。该方法不适合无线自组网中多媒体业务的传输，其存在同时 有多个源节点处于激活状态，不利于移动终端的能量节约和无线自组网中带 宽资源节约；只以最大传输速率为目的，没有考虑节点的生存时间等缺陷。而在无线自组网中，由于无线自组网自身的特性，如时变与独立用户衰 落信道特性、无线终端的能量有限性和系统的分布式特征，则无线自组网中的多源调度要面对的主要问题是系统的信息传输速率，以及能量消耗等问 题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了 ，具有 信息传输速率高以及能量消耗小的优点。，包括根据同一时隙各节点的信道状态和剩余能量状态确定出该时隙综合状态 最佳的节点，通过该节点传输信息。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，其充分利用了无线信 道状态和剩余能量状态信息，使得任何时刻都可以选择综合状态最佳的节点 进行信息的传输，从而保证接收端节点获得最大的数据速率，并最小化网络 中节点的耗电量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的 前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的调度方法流程图；图2为本专利技术实施例的调度方法流程图；图3为本专利技术实施例的调度方法流程图；图4为本专利技术实施例调度方法选择的最佳节点与随机选择的节点生存时间比较示意图；图5为本专利技术实施例调度方法选择的最佳节点与随机选择的节点耗电量比 较示意图；图6为本专利技术实施例调度方法选择的最佳节点与随机选择的节点传输速率 比较示意图；图7为本专利技术实施例调度方法选择的最佳节点与随机选择的节点耗电量比 较示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一，包括根据各节点的实际信 道状态和剩余能量状态确定出同 一 时隙下综合状态最佳的节点，通过该节点 传输信息。无线对等网络中，各节点为分布式状态，通过对等网络找到需要传输的 文件后，如果该文件同时存在多个候选源节点时，那么需要借助多源调度方 法，综合各候选源节点的实际综合状态信息，选择状态最佳的节点源进行文 件的传输，从而保证接收端获得最大的数据速率，并最小化网络中节点的耗 电量。实施例二如图1所示， ，其主要利用对各 节点的理论信道状态和剩余能量状态分别建立马尔可夫模型，合并各马尔可 夫模型得到各节点的综合状态马尔可夫模型，以便根据各节点的综合状态马 尔可夫模型以及各节点在同一时隙下实测的信道状态和剩余能量状态确定出 所述各节点中综合状态最佳的节点，通过该节点传输信息，从而保证接收端 获得最大的数据速率，并最小化网络中节点的耗电量。所述调度方法具体包括如下步骤1 、各节点获得其实际信道状态和剩余能量状态的步骤11:通过对等网络找到需要的文件后，当该文件同时存在多个候选源节点时，所有的候选源节点获得同一时隙下各节点IP以及实测获得节点状态信息，该状态信息包括信道状态和剩余能量状态。2、各节点建立综合状态马尔可夫模型的步骤12:由于节点的信道状态和剩余能量状态具有不相关性，所以通过对各候选 源节点的理论信道状态和剩余能量状态分别建立马尔可夫模型，合并各马尔 可夫模型得到各节点的综合状态马尔可夫模型，以描述各节点的综合状态。 节点的信道状态指信道慢衰落情况，节点的剩余能量状态指节点电池剩余能 量的多少情况。例如，将无线对等网络中无线信道划分为G个状态C-(q,q…Ce),对候 选源节点信道状态之间的转换建立为马尔可夫模型，如以候选源节点/为例， 其转移概率矩阵为4(/)=(、丄「，其中 一 步转移概率又如，对能量受限的节点，将其剩余能量状态划分为H个等级，对候选 源节点的剩余能量建立马尔可夫模型e-(《,A，…&)，如以候选源节点/为 例，其转移概率矩阵为4(/)=(egA)w ,其中 一 步转移概率<formula>formula see original document page 7</formula> 基于节点的信道状态和剩余能量状态的不相关性，将信道状态和剩余能 量状态马尔可夫模型中的状态样本混合，即合并各马尔可夫模型得到节点的综合状态马尔可夫模型，如候选源节点/在时隙K时的状态/(/)可建模为<formula>formula see original document page 8</formula>其转移概率矩阵为4)-[UUi 。3、各节点确定出综合状态最佳的节点的步骤13:如图2所示，各节点得到其收益值的步骤131:通过各节点的综合状态的 马尔可夫模型以及各节点的实际信道状态和剩余能量状态得到各节点的综合 状态的收益函数，进而得到各节点的收益值。如以候选源节点Z为例，其综合状态马尔可夫模型转移概率矩阵为 4) = l(cg/)，^lxUi ，通过适时实测候选源节点/的状态，得到其概率矩阵为^卜fc/(/lu^喝，其中^,『,分别为理论状态数和实测状态数，实现从实测 值对理论值进行合理估计，进而，得到节点/收益函数/ ^(/(/),/),其收益值 与候选源节点/的状态有关，对候选源节点调度的最优化就是实现收益函数在无限时间轴上的数学期望■/。=五的最大化<其他的各节点的综合状态马尔可夫模型以及收益值的计算原理，可以参 考候选源节点/,不做赘述。所以，各候选源节点根据下面的公式(1)计算其自身在实测信道状态和 剩余能量状态下收益函数的收益值，<formula>formula see original document page 8</formula>公式(1)中，Z(/,x(/》表示节点/处于状态;c(/)时的收益函数，/if(0是对 P(/,;r)的有限维表示，即P(/，;r)= max (^丫;r(/) ，W的定义为<formula>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线对等网络中节点的多源调度方法，其特征在于，包括：　根据各节点的实际信道状态和剩余能量状态确定出同一时隙下综合状态最佳的节点，通过该节点传输信息。

【技术特征摘要】
1、一种无线对等网络中节点的多源调度方法，其特征在于，包括根据各节点的实际信道状态和剩余能量状态确定出同一时隙下综合状态最佳的节点，通过该节点传输信息。2、 根据权利要求1所述的无线对等网络中节点的多源调度方法，其特征 在于，所述方法具体包括获得所述各节点的实际信道状态和剩余能量状 态。3、 根据权利要求2所述的无线对等网络中节点的多源调度方法，其特征 在于，所述方法还包括对所述各节点的理论信道状态和剩余能量状态分别 建立马尔可夫模型，合并各马尔可夫模型得到所述各节点综合状态的马尔可 夫模型。4、 根据权利要求3所述的无线对等网络中节点的多源调度方法，其特征 在于，所述方法还包括通过所述各节点的综合状态的马尔可夫模型以及所述各节点的实际信道 状态和剩余能量状态得到所述各节点的综合状态的收益函数，进而得到各节 点的收益值；所述各节点广播其收益值...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪红，于非，司鹏搏，王仕果，李曦，李屹，李亭，罗常青，梅敬青，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]