CN104038946A - 无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法，该方法如下：通过获取网络的拓扑信息及多播接收端列表得到网络拓扑图，构建对应的多播加权冲突图；根据多播加权冲突图与网络拓扑图的映射关系，得到网络拓扑图中各链路的权重；计算各未被覆盖的多播接收端到网关的各路径的路径代价，从中选择最小代价路径并为相关链路分配信道；更新未被覆盖的多播接收端列表及网络拓扑图中各链路的权重；重复上述步骤(3)和(4)，直到所有多播接收端均包含到多播树中，多播树构建及信道分配完毕。本发明能够依据节点间的欧式距离及其信道间隔准确判断节点之间的干扰关系，在进行信道分配时充分利用无线广播优势，从而最小化网络的带宽消耗和干扰。

Description

无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于多播加权冲突图的无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法。

背景技术

无线Mesh网络(Wireless Mesh Networks,WMNs)具有高带宽、快速部署、易于安装、维护简单、前期投资成本低等优势，能够扩展无线网络的覆盖范围，因此有望成为解决“最后一公里”接入问题的理想解决方案。WMNs是由固定的Mesh路由器、固定或移动的Mesh客户端组成的。部分Mesh路由器具有桥接功能，可以通过有线链路连接到Internet，充当WMNs的网关。

多播是WMNs中的一种重要通信方式，它一般以网关为源节点，通过有效的传递方式将信息同时传递给一组接收端，从而节省带宽，这组接收端通常称为多播接收端。近年来，WMNs中部署了很多基于多播的应用，比如大规模音频/视频会议、远程教育、分布式交互游戏等。这些应用对网络容量、实时性和传输质量都有很高的要求，这对WMNs有限的容量带来极大挑战。信道分配通过为接口合理分配信道显著降低干扰，提升网络容量。多播相比于单播最重要的区别在于多播具有无线广播优势(Wireless Broadcast Advantage,WBA)，即从同一个节点接收数据的各节点之间不存在干扰。通常我们将起始于同一个节点的多条链路称为兄弟链路，在进行多播信道分配时尽量为兄弟链路分配相同信道以利用WBA。另外，现有研究成果表明部分重叠信道(Partially Overlapped Channels,POCs)，即频谱上有交叠的信道的使用有助于克服IEEE802.11b/g标准正交信道资源有限的困难，帮助增加网络中的并行传输链路数，进而提升网络容量。在使用POCs时，信道间隔指两条信道的信道号的差值，比如信道1与信道4之间的信道间隔为3。

目前WMNs中部分重叠信道下的多播信道分配主要针对于单个多播流，信道分配算法大致可以分为两类：联合多播路由与信道分配，分立多播路由与信道分配。联合多播路由与信道分配方法考虑路由与信道分配的相互作用，将它们看成一个整体使用规划方法进行求解，虽然规划方法能得到最优解，但是其求解难度较大，很难应用于实际网络。分立多播路由与信道分配方法先构建多播树，然后为构建好的多播树中的链路分配信道。该类方法求解的复杂度较低，通常能获得次优解。在为节点分配信道时，现有分立多播路由与信道分配方法选择与已经分配了信道的一跳或两跳邻居的干扰和最小的信道，但是跳数距离并不能准确反映节点之间的干扰关系。因此应使用欧式距离及信道间隔作为节点间是否干扰的判据，以最小化网络干扰为目标、充分利用WBA来构建多播树、完成信道分配，从而减少网络中的带宽消耗和干扰，实现多播业务的有效传输。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够准确判断节点间干扰关系，并能有效降低网络带宽消耗和网络中的总干扰、提升多播吞吐量的无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法。

为了解决上述技术问题，本发明的无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法包括：

1)获取网络的拓扑信息、多播接收端列表，得到原始网络拓扑图；

2)初始化已分配信道的链路列表及未被覆盖的多播接收端列表；

3)根据步骤1)中的原始网络拓扑图及多播接收端列表，构建对应的多播加权冲突图；多播加权冲突图构建方法如下：

(1)根据节点距离网关的跳数距离把原始网络拓扑图中的节点分成不同等级，取消同一等级内各节点之间的边，得到改进的网络拓扑图；这里网关节点定义为1级节点，其他节点等级依次递增，离网关节点跳数距离越远的节点等级越高；

(2)将改进的网络拓扑图中起始于同一个节点的所有链路构成的链路集合作为多播加权冲突图中的一个顶点；

(3)按照下述方法确定多播加权冲突图中任意一对顶点之间是否有边及对应的边权重，得到最终的多播加权冲突图：

a)设多播加权冲突图中的任意两个顶点为S_i和S_j，其对应于改进的网络拓扑图中的链路集合E_i和E_j，定义顶点S_i和S_j彼此互不干扰所需的最小信道间隔为τ_max并初始化为0；

b)计算集合E_i中的任意一条链路a和集合E_j中的任意一条链路b之间的欧式距离d(a,b)，d(a,b)定义为链路a的任意一个端点与链路b的任意一个端点之间的欧式距离的最小值；

c)将d(a,b)与共信道干扰范围R″(0)进行比较，如果d(a,b)≤R″(0)，则转入下一步骤d)；否则转入步骤f)；

d)将d(a,b)与对应于不同信道间隔τ的干扰范围R″(τ)进行比较，当满足R″(τ)≤d(a,b)<R″(τ-1)条件时，链路a与链路b彼此互不干扰所需的最小信道间隔τ_ab＝τ；

e)当τ_ab>τ_max条件成立时，更新τ_max为τ_ab；

f)判断是否遍历了E_j中的所有链路，若是则转入下一步骤g)，否则转入步骤b)；

g)判断是否遍历了E_i中的所有链路，若是则转入下一步骤h)，否则转入步骤b)；

h)根据τ_max的值进行判断，若τ_max＝0，则多播加权冲突图中顶点S_i和S_j之间没有边；否则，多播加权冲突图中顶点S_i和S_j之间有边，边上的权重为τ_max；

4)通过步骤3)中构建出的多播加权冲突图与改进的网络拓扑图的映射，得到改进的网络拓扑图中各链路上的权重；改进的网络拓扑图中各链路上的权重为多播加权冲突图中与对应于该链路的顶点相连的边上的权重之和；

5)利用公式(1)计算从各未被覆盖的多播接收端到网关的各条路径P的路径代价P_cost；

$P_{\cos t}=\frac{\underset{e\&Element;P}{\mathrm{\&Sigma;}}{W}_e}{n_P}---\left(1\right)$

其中e为路径P上的链路，W_e为网络拓扑图中链路e上的权重，并不是将路径P上所有链路的权重简单加和，两条链路彼此互不干扰所需的最小信道间隔不能重复计算，应在所有链路权重加和基础上减去重复计算的部分；n_P为在路径P上及在路径P上的节点的传输范围内的所有尚未被多播树所覆盖的多播接收端总数；

6)选择路径代价最小的路径，并将相关链路添加到多播树中；这里的相关链路包括两类：一类是该路径上的链路，另一类是该路径上的节点与未被覆盖的多播接收端之间的链路；

7)为所有相关链路分配信道；

8)更新未被覆盖的多播接收端列表，判断该列表是否为空，若不为空，则转入下一步骤9)，否则转入步骤10)；

9)更新改进的网络拓扑图中各链路上的权重，已经分配了信道的链路的权重更新为0，其余链路的权重保持不变，然后转入步骤5)；

10)多播树构建及对应的信道分配完成。

所述步骤7)中为链路分配信道过程，包含如下步骤：

(1)首先为路径代价最小的路径的任一相关链路分配信道，并将该链路及分配的对应信道添加到已分配信道的链路列表；

(2)当为某一链路s分配信道时，根据公式(2)、(3)、(4)计算预为链路s分配信道1,2,…,11时，链路s与网络中已分配信道的链路之间的总干扰I_tot；

$I_{\mathrm{tot}}=\underset{l\&Element;A}{\mathrm{\&Sigma;}}I(s,l)---\left(2\right)$

τ＝|c_s-c_l| (4)

其中A为网络中已分配信道的链路集合；d(s,l)为链路s与链路l之间的欧式距离；c_s和c_l分别为链路s和链路l所使用的信道；R″(τ)为对应于信道间隔τ的干扰范围；

(3)比较对应于所有11条信道的总干扰，若使总干扰最小的信道有多条，则选择信道号最大的信道分配给链路s，否则选择使总干扰最小的信道分配给链路s；

(4)将链路s添加到已分配信道的链路列表中，并记录分配给s的信道，为链路s分配信道过程结束；重复步骤(2)、(3)、(4)，直至所有的相关链路均被分配信道。

所述步骤7)中为链路分配信道过程还可以采用如下步骤：

(1)首先为路径代价最小的路径的相关链路中距离网关最近的链路分配信道，并将该链路及分配的对应信道添加到已分配信道的链路列表；

(2)当为某一链路s分配信道时，判断链路s是否有兄弟链路，若是则转入下一步骤(3)，否则转入步骤(4)；

(3)判断链路s的兄弟链路是否已经被分配了信道，若是，则将相同信道分配给链路s，以利用无线广播优势，转入步骤(6)；否则转入下一步骤(4)；

(4)根据公式(2)、(3)、(4)计算预为链路s分配信道1,2,…,11时，链路s与网络中已分配信道的链路之间的总干扰I_tot；

$I_{\mathrm{tot}}=\underset{l\&Element;A}{\mathrm{\&Sigma;}}I(s,l)---\left(2\right)$

τ＝|c_s-c_l| (4)

其中A为网络中已分配信道的链路集合；d(s,l)为链路s与链路l之间的欧式距离；c_s和c_l分别为链路s和链路l所使用的信道；R″(τ)为对应于信道间隔τ的干扰范围；

(5)比较对应于所有11条信道的总干扰，若使总干扰最小的信道有多条，则选择信道号最大的信道分配给链路s，否则选择使总干扰最小的信道分配给链路s；

(6)将链路s添加到已分配信道的链路列表中，并记录分配给s的信道，为链路s分配信道过程结束；重复步骤(2)～(6)，直至所有相关链路均被分配信道。

与现有的成果相比，本发明的有益效果体现在：

(1)使用欧式距离及对应于不同信道间隔的干扰范围作为节点间是否干扰的判据，能够更准确的判断节点间的干扰关系，为合理的信道分配奠定基础。

(2)使用多播加权冲突图建模网络干扰，将网络拓扑图中起始于同一个节点的一组链路，即兄弟链路，在多播加权冲突图中用一个顶点来表示。在进行信道分配时，为兄弟链路分配相同信道，以利用无线广播优势。这样一次传输可以被多个节点同时接收到，从而节省网络带宽。

(3)在为链路进行信道分配时，选择与网络中所有已经分配了信道的链路的干扰和最小的信道分配给该链路，以最小化网络干扰，从而最大化网络容量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法流程图。

图2为多播加权冲突图的构建流程图。

图3为多播加权冲突图中边上权重的确定方法流程图。

图4a、4b、4c分别为改进的网络拓扑图、对应的多播加权冲突图、标有各边权重的改进的网络拓扑图。

图5为多播树中路径代价最小的路径的相关链路分配信道的流程图。

图6为多播树构建及对应的信道分配说明图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法，包括如下步骤：

1)获取网络的拓扑信息、多播接收端列表，得到原始网络拓扑图。网络的拓扑信息包括各节点的位置坐标、节点的传输范围(一般为250m)、节点间的邻接关系、对应于不同信道间隔下的干扰范围等。根据节点的位置坐标可以计算出两个节点之间的欧式距离，如果该距离小于或等于节点的传输范围，则这两个节点具有邻接关系，即这两个节点是邻居。对应于不同信道间隔τ的干扰范围R″(τ)如表1所示，信道间隔τ＝0时对应的干扰范围R″(0)称为共信道干扰范围。

表1

信道间隔τ

0

1

2

3

4

≥5

对应的干扰范围R″(τ)

550m

508m

397m

242m

149m

0m

2)初始化已分配信道的链路列表及未被覆盖的多播接收端列表。已分配信道的链路列表初始化为空表，即网络中尚无已分配信道的链路；未被覆盖的多播接收端列表初始化为包含所有的多播接收端，即网络中尚无已经被多播树覆盖的多播接收端。

3)根据步骤1)中的原始网络拓扑图及多播接收端列表，构建对应的多播加权冲突图。构建多播加权冲突图的流程如图2所示，具体如下：

(1)根据节点距离网关的跳数距离把原始网络拓扑图中的节点分成不同等级，取消同一等级内各节点之间的边，得到改进的网络拓扑图。这里网关节点定义为1级节点，其他节点等级依次递增，离网关节点跳数距离越远的节点等级越高；

(2)根据多播接收端列表，确定改进的网络拓扑图中多播接收端所处的最大等级L；

(3)从L级节点开始，按照从底到顶的方式，或者从1级节点开始按照从顶到底的方式遍历网络拓扑图中级数小于或等于L的所有节点，将起始于同一个节点的所有链路作为一个链路集合在多播加权冲突图中用一个顶点表示；

(4)当遍历了改进的网络拓扑图中级数小于或等于L的所有节点后，确定多播加权冲突图中任意一对顶点之间是否有边及对应的边权重；

(5)当遍历了多播加权冲突图中所有顶点后，即得到最终的多播加权冲突图。

这里的顶点之间是否有边及对应的边权重的确定方法如图3所示。具体过程为：

a)设多播加权冲突图中的任意两个顶点为S_i和S_j，其对应于网络拓扑中的链路集合E_i和E_j，定义顶点S_i和S_j彼此互不干扰所需的最小信道间隔为τ_max并初始化为0；

b)计算集合E_i中的任意一条链路a和集合E_j中的任意一条链路b之间的欧式距离d(a,b)，d(a,b)定义为链路a的任意一个端点与链路b的任意一个端点之间的欧式距离的最小值；

c)将d(a,b)与共信道干扰范围R″(0)进行比较，如果d(a,b)≤R″(0)，则转入下一步骤d)；否则转入步骤f)；

d)将d(a,b)与对应于不同信道间隔τ的干扰范围R″(τ)进行比较，当满足R″(τ)≤d(a,b)<R″(τ-1)条件时，链路a与链路b彼此互不干扰所需的最小信道间隔τ_ab＝τ；

e)当τ_ab>τ_max条件成立时，更新τ_max为τ_ab；

f)判断是否遍历了E_j中的所有链路，若是则转入下一步骤g)，否则转入步骤b)；

g)判断是否遍历了E_i中的所有链路，若是则转入下一步骤h)，否则转入步骤b)；

h)根据τ_max的值进行判断，若τ_max＝0，则多播加权冲突图中顶点S_i和S_j之间没有边；否则，多播加权冲突图中顶点S_i和S_j之间有边，边上的权重为τ_max。

4)通过步骤3)中构建出的多播加权冲突图与改进的网络拓扑图的映射，得到改进的网络拓扑图中各链路上的权重。改进的网络拓扑图中各链路上的权重为多播加权冲突图中与对应于该链路的顶点相连的边上的权重之和。

下面举例说明多播加权冲突图的构建，具体如图4a、4b、4c所示。图4a为改进的网络拓扑图，其中节点S为网关，按照节点距离网关的跳数距离把网络拓扑图中的节点分为不同等级，网关S为1级节点，节点A和B为2级节点，节点C为3级节点，节点D和E为4级节点。按照将起始于同一个节点的链路作为一个链路集合在多播加权冲突图中用一个顶点表示的原则，将链路SA和SB在多播加权冲突图中用顶点L{S,{A,B}}表示，将链路AC用顶点L{AC}表示，将链路CD和CE用顶点L{C,{D,E}}表示，如图4b所示。下面根据表1及网络拓扑信息计算多播加权冲突图中顶点L{S,{A,B}}与L{C,{D,E}}边上的权重：

d(SA,CD)＝250m，R″(3)<d(SA,CD)<R″(2)，因此链路SA与CD彼此互不干扰所需的最小信道间隔τ_SACD＝3；同理可得τ_SACE＝3，τ_SBCD＝0，τ_SBCE＝0，因此节点L{S,{A,B}}与L{C,{D,E}}边上的权重为3。同理可得顶点L{S,{A,B}}与L{AC}边上的权重为5，顶点L{AC}与L{C,{D,E}}边上的权重为5，最终得到的对应于图4a的多播加权冲突图如图4b所示。根据多播加权冲突图与改进的网络拓扑图之间的映射关系，改进的网络拓扑图中链路SA在多播加权冲突图中对应顶点L{S,{A,B}}，因此链路SA上的权重W(SA)为多播加权冲突图中与顶点L{S,{A,B}}相连的边上的权重之和，即W(SA)＝5+3＝8；同理可得网络拓扑图中链路SB、AC、CD、CE边上的权重分别为W(SB)＝5+3＝8；W(AC)＝5+5＝10；W(CD)＝5+3＝8；W(CE)＝5+3＝8。最终得到的网络拓扑图如图4c所示。

5)利用公式(1)计算从各未被覆盖的多播接收端到网关的各条路径P的路径代价P_cost；

$P_{\cos t}=\frac{\underset{e\&Element;P}{\mathrm{\&Sigma;}}{W}_e}{n_P}---\left(1\right)$

其中e为路径P上的链路，W_e为改进的网络拓扑图中链路e上的权重，并不是将路径P上所有链路的权重简单加和，两条链路彼此互不干扰所需的最小信道间隔不能重复计算，应在所有链路权重加和基础上减去重复计算的部分。n_P为在路径P上及在路径P上的节点的传输范围内的所有尚未被多播树所覆盖的多播接收端总数。

6)选择路径代价最小的路径，并将相关链路添加到多播树中。这里的相关链路包括两类：一类是该路径上的链路，另一类是该路径上的节点与未被覆盖的多播接收端之间的链路；

7)为链路分配信道，这里的链路包括两类：一类是最小路径代价的路径上的所有链路，另一类是最小路径低价的路径上的节点与未被覆盖的多播接收端之间的链路。信道分配流程如图5所示，具体如下：

(1)获取已分配信道的链路列表及对应分配的信道；(初始时，首先为任一相关链路分配信道，并将该链路及分配的对应信道添加到已分配信道的链路列表；或者首先为路径代价最小的路径上与网关最近的链路分配信道，并将该链路及分配的对应信道添加到已分配信道的链路列表)。

(2)当为某一链路s分配信道时，判断链路s是否有兄弟链路，若是则转入下一步骤(3)，否则转入步骤(4)；

(3)判断链路s的兄弟链路是否已经被分配了信道，若是，则将相同信道分配给链路s，以利用无线广播优势，转入步骤(6)；否则转入下一步骤(4)；

(4)根据公式(2)、(3)、(4)计算预为链路s分配信道1,2,…,11时，链路s与网络中已分配信道的链路之间的总干扰I_tot；

$I_{\mathrm{tot}}=\underset{l\&Element;A}{\mathrm{\&Sigma;}}I(s,l)---\left(2\right)$

τ＝|c_s-c_l| (4)

其中A为网络中已分配信道的链路集合；d(s,l)为链路s与链路l之间的欧式距离；c_s和c_l分别为链路s和链路l所使用的信道；R″(τ)为对应于信道间隔τ的干扰范围。

(5)比较对应于所有11条信道的总干扰，若使总干扰最小的信道有多条，则选择其中信道号最大的信道分配给链路s，否则选择使总干扰最小的信道分配给链路s；

(6)将链路s添加到已分配信道的链路列表中，并记录分配给s的信道，为链路s分配信道过程结束。重复步骤(2)～(5)，直至所有相关链路均被分配信道。

步骤(2)～(5)的信道分配方法还可以采用其他方法代替，如MCM(Multi-Channel Multicast)、M4(Minimum-interference Multi-channel Multi-radio Multicast)等。MCM算法为节点分配与相邻的中继节点之间的干扰因子平方和最小的信道，只考虑一跳邻居所使用的信道。M4算法使用信道号间隔来衡量干扰，最大化与所有一跳和两跳传输邻居之间的信道间隔。但是跳数距离并不能准确反映节点之间的干扰关系，两跳之外的节点也可能引起干扰。因此应使用欧式距离及信道间隔作为节点间是否干扰的判据。

8)更新未被覆盖的多播接收端列表；由于路径代价最小的路径的相关链路可能并未覆盖所有多播接收端，因此选择出第一条路径代价最小的路径并为相关链路分配信道后，多播接收端列表可能为空也可能不为空；判断该列表是否为空，若不为空，则转入下一步骤9)，否则转入步骤10)；

9)更新网络拓扑图中各链路上的权重，已经分配了信道的链路的权重更新为0，其余链路的权重保持不变。然后转入步骤5)。

10)多播树构建及对应的信道分配完成。

下面举例说明多播树构建及对应的信道分配过程。假设改进的网络拓扑图如图4a所示，并假设节点A、B、C、D和E均为多播接收端。则按照步骤5)计算各未被覆盖的多播接收端到网关的各条路径P的路径代价P_cost：

路径A→S：P_cost＝8/3＝2.67；

路径B→S：P_cost＝8/2＝4；

路径C→A→S：P_cost＝(10+8-5)/5＝13/5＝2.6；

路径D→C→A→S：P_cost＝(8+10+8-5-5)/5＝16/5＝3.2；

路径E→C→A→S：P_cost＝(8+10+8-5-5)/5＝16/5＝3.2；

按照步骤6)选择路径代价最小的路径，并将相关链路添加到多播树中。路径代价最小的路径为C→A→S。相关链路为：SA、SB、AC、CD和CE，其中路径上的链路为SA和AC；路径上的节点与未被覆盖的多播接收端之间的链路为SB、CD和CE。

按照步骤7)为链路分配信道，首先为路径上的链路SA分配信道1，在为AC分配信道时，此时已分配信道的链路列表中只有链路SA，对应的信道为信道1；AC没有兄弟链路，因此分别计算为AC分配信道1,2,…,11时与网络中已分配信道的链路之间的总干扰，选择使总干扰最小的信道。由于使总干扰最小的信道包括多条，即信道6,7,8,…,11均使总干扰最小，因此选择信道号最大的信道11分配给链路AC。将AC添加到已分配信道的链路列表中，记录分配给AC的信道11，为链路AC的信道分配过程结束。为链路SB、CD和CE分配信道的过程与此类似。

更新未被覆盖的多播接收端列表，此时所有多播接收端A、B、C、D和E全部被覆盖，未被覆盖的多播接收端列表为空，多播树构建及对应的信道分配完成，最终结果如图6所示，每条链路上的数字表示对应分配给链路的信道。

Claims (3)

1.一种无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法，其特征在于包括下述步骤：

1)获取网络的拓扑信息、多播接收端列表，得到原始网络拓扑图；

2)初始化已分配信道的链路列表及未被覆盖的多播接收端列表；

3)根据步骤1)中的原始网络拓扑图及多播接收端列表，构建对应的多播加权冲突图；多播加权冲突图构建方法如下：

(1)根据节点距离网关的跳数距离把原始网络拓扑图中的节点分成不同等级，取消同一等级内各节点之间的边，得到改进的网络拓扑图；这里网关节点定义为1级节点，其他节点等级依次递增，离网关节点跳数距离越远的节点等级越高；

(2)将改进的网络拓扑图中起始于同一个节点的所有链路构成的链路集合作为多播加权冲突图中的一个顶点；

(3)按照下述方法确定多播加权冲突图中任意一对顶点之间是否有边及对应的边权重，得到最终的多播加权冲突图：

a)设多播加权冲突图中的任意两个顶点为S_i和S_j，其对应于改进的网络拓扑图中的链路集合E_i和E_j，定义顶点S_i和S_j彼此互不干扰所需的最小信道间隔为τ_max并初始化为0；

b)计算集合E_i中的任意一条链路a和集合E_j中的任意一条链路b之间的欧式距离d(a,b)，d(a,b)定义为链路a的任意一个端点与链路b的任意一个端点之间的欧式距离的最小值；

c)将d(a,b)与共信道干扰范围R″(0)进行比较，如果d(a,b)≤R″(0)，则转入下一步骤d)；否则转入步骤f)；

d)将d(a,b)与对应于不同信道间隔τ的干扰范围R″(τ)进行比较，当满足R″(τ)≤d(a,b)<R″(τ-1)条件时，链路a与链路b彼此互不干扰所需的最小信道间隔τ_ab＝τ；

e)当τ_ab>τ_max条件成立时，更新τ_max为τ_ab；

f)判断是否遍历了E_j中的所有链路，若是则转入下一步骤g)，否则转入步骤b)；

g)判断是否遍历了E_i中的所有链路，若是则转入下一步骤h)，否则转入步骤b)；

h)根据τ_max的值进行判断，若τ_max＝0，则多播加权冲突图中顶点S_i和S_j之间没有边；否则，多播加权冲突图中顶点S_i和S_j之间有边，边上的权重为τ_max；

4)通过步骤3)中构建出的多播加权冲突图与改进的网络拓扑图的映射，得到改进的网络拓扑图中各链路上的权重；改进的网络拓扑图中各链路上的权重为多播加权冲突图中与对应于该链路的顶点相连的边上的权重之和；

5)利用公式(1)计算从各未被覆盖的多播接收端到网关的各条路径P的路径代价P_cost；

$P_{\cos t}=\frac{\underset{e\&Element;P}{\mathrm{\&Sigma;}}{W}_e}{n_P}---\left(1\right)$

其中e为路径P上的链路，W_e为网络拓扑图中链路e上的权重，，并不是将路径P上所有链路的权重简单加和，两条链路彼此互不干扰所需的最小信道间隔不能重复计算，应在所有链路权重加和基础上减去重复计算的部分；n_P为在路径P上及在路径P上的节点的传输范围内的所有尚未被多播树所覆盖的多播接收端总数；

6)选择路径代价最小的路径，并将相关链路添加到多播树中；这里的相关链路包括两类：一类是该路径上的链路，另一类是该路径上的节点与未被覆盖的多播接收端之间的链路；

7)为所有相关链路分配信道；

8)更新未被覆盖的多播接收端列表，判断该列表是否为空，若不为空，则转入下一步骤9)，否则转入步骤10)；

9)更新改进的网络拓扑图中各链路上的权重，已经分配了信道的链路的权重更新为0，其余链路的权重保持不变，然后转入步骤5)；

10)多播树构建及对应的信道分配完成。

2.根据权利要求1所述的无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法，其特征在于所述步骤7)中为链路分配信道过程，包含如下步骤：

(1)首先为路径代价最小的路径的任一相关链路分配信道，并将该链路及分配的对应信道添加到已分配信道的链路列表；

(2)当为某一链路s分配信道时，根据公式(2)、(3)、(4)计算预为链路s分配信道1,2,…,11时，链路s与网络中已分配信道的链路之间的总干扰I_tot；

$I_{\mathrm{tot}}=\underset{l\&Element;A}{\mathrm{\&Sigma;}}I(s,l)---\left(2\right)$

τ＝|c_s-c_l| (4)

其中A为网络中已分配信道的链路集合；d(s,l)为链路s与链路l之间的欧式距离；c_s和c_l分别为链路s和链路l所使用的信道；R″(τ)为对应于信道间隔τ的干扰范围；

(3)比较对应于所有11条信道的总干扰，若使总干扰最小的信道有多条，则选择信道号最大的信道分配给链路s，否则选择使总干扰最小的信道分配给链路s；

(4)将链路s添加到已分配信道的链路列表中，并记录分配给s的信道，为链路s分配信道过程结束；重复步骤(2)、(3)、(4)，直至所有的相关链路均被分配信道。

3.根据权利要求1所述的无线Mesh网络多播部分重叠信道分配方法，其特征在于所述步骤7)中为链路分配信道过程，包含如下步骤：

(1)首先为路径代价最小的路径的相关链路中距离网关最近的链路分配信道，并将该链路及分配的对应信道添加到已分配信道的链路列表；

(2)当为某一链路s分配信道时，判断链路s是否有兄弟链路，若是则转入下一步骤(3)，否则转入步骤(4)；

(3)判断链路s的兄弟链路是否已经被分配了信道，若是，则将相同信道分配给链路s，以利用无线广播优势，转入步骤(6)；否则转入下一步骤(4)；

(4)根据公式(2)、(3)、(4)计算预为链路s分配信道1,2,…,11时，链路s与网络中已分配信道的链路之间的总干扰I_tot；

$I_{\mathrm{tot}}=\underset{l\&Element;A}{\mathrm{\&Sigma;}}I(s,l)---\left(2\right)$

τ＝|c_s-c_l| (4)

其中A为网络中已分配信道的链路集合；d(s,l)为链路s与链路l之间的欧式距离；c_s和c_l分别为链路s和链路l所使用的信道；R″(τ)为对应于信道间隔τ的干扰范围；

(5)比较对应于所有11条信道的总干扰，若使总干扰最小的信道有多条，则选择信道号最大的信道分配给链路s，否则选择使总干扰最小的信道分配给链路s；

(6)将链路s添加到已分配信道的链路列表中，并记录分配给s的信道，为链路s分配信道过程结束；重复步骤(2)～(6)，直至所有相关链路均被分配信道。