CN110113787B - 无线自组网资源动态按需分配方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线自组网资源动态按需分配方法、装置及系统，涉及通信技术领域，其中应用于普通节点端的方法包括接收来自于自身网络层下发的数据包；统计出到不同目的节点的累计数据包长度总和；计算获得到不同目的节点的实时带宽资源需求；向中心节点发送包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；判断是否接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表；当接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表时，按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。本发明能实时准确的评估节点动态资源需求，并根据需求合理分配无线资源，在资源利用率、分配公平性方面均有较好的提高，具有获取资源的端到端业务传输服务质量更高的优点。

Description

无线自组网资源动态按需分配方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种无线自组网资源动态按需分配方法、普通节点装置、中心节点装置及无线自组网系统。

背景技术

无线自组网是一种分布式的无线分组自治网络，无固定基础设施，节点地位对等，可自由移动，具有组网灵活、多跳中继、抗毁自愈等特点，在应急部署、公共服务、军事通信等场景应用越来越广泛。

在无线通信系统中，无线系统资源主要包括频率资源、时间资源、空间资源等，节点间通信、业务的传输都依赖于无线资源的获取。无线资源分配是指通过一定的策略对系统资源进行控制、管理和调度，以尽可能地充分利用各种有限的系统资源，满足各节点、各种业务通信需求，保证网络的服务质量。由于无线自组网是一种多点对多点的组网系统，双工方式多为时分双工，因此无线自组网的无线资源分配就是指对网络的时间资源进行分配，又称时隙分配。

无线信道所能提供的带宽资源有限，不合理的资源分配会造成分配不均和浪费，无法保证信息传输。并且无线传输面临着衰减、干扰、多径、碰撞等多种因素影响，使资源利用率进一步下降。同时由于无线自组网具备拓扑动态变化、多跳中继路由的特点，端到端多跳传输会加大无线资源的消耗，因此如何设计合适的资源分配策略，提高有限资源的利用率，以保障节点公平、高效的接入信道，提高系统容量和传输质量是无线自组网需要解决的关键问题之一。

无线自组网资源分配的目标是在无线网络资源受限的情况下，结合无线自组网多跳中继和信道质量自适应的特点，在网络业务突发、信道特性起伏不定、资源动态变化等情况下，动态调整和灵活分配无线网络的可用资源，最大限度地提高资源利用率，保障信道接入公平、防止网络拥塞、改善网络整体性能。

根据系统稳定后资源分配是否可变化，无线自组网资源分配方法分为静态分配和动态分配。

静态分配是指根据网络预设参数，将无线资源固定分配给各个网络节点，它是一次性分配。静态分配方法的优点是算法简单，不需要根据网络的拓扑状态、链路信道质量、节点突发业务需求等临时调整，同时由于无需资源请求和授权过程，当有业务需要传输通信时，可以及时收发，传输时延较小。其缺点是资源利用率低，公平性差。静态资源分配方法适合于拓扑变化小、业务需求稳定的无线自组网场景，应用范围小。

动态分配是指网络稳定后，系统根据节点间业务需求量进行动态调整资源分配的方式。在业务量少的时候减少资源分配，业务量大的时候增加资源分配，可以有效提高资源利用率。目前无线自组网多采用动态无线资源分配的方式。动态无线资源分配又可分为集中式分配和分布式分配。分布式分配是指每个节点根据自己的邻居计算资源分配，其优点是邻居信道质量变化可以快速响应，资源分配结果快，收敛时间短。其缺点一是由于缺乏统一计算和分配，容易导致部分节点吞吐量过大、负载不均衡，从而造成网络拥塞，碰撞率高，业务传输可靠性降低；二是分布式分配需要每跳链路独立预约分配资源，使得最终多跳时延较大，多跳环境下实时业务QoS保障不够。

集中式分配全网统一由一个节点执行资源需求收集和分配工作，具有较好的负载均衡特性，各节点仅需根据基站分配的时隙资源进行业务传输，端到端时延较小。但目前集中式分配方法大多不能及时响应节点的资源需求，使得资源分配不能实时支撑业务传输需求，从而导致资源利用率较低。

发明内容

因此，本发明提供一种无线自组网资源动态按需分配方法、装置及系统，为基于集中式的动态资源分配方式，可实时准确评估节点的资源需求，并由中心节点统一收集和按需分配，既能有效提高资源的利用率，还能获得较好的负载均衡和良好的服务质量。

为此，本发明实施例的一种无线自组网资源动态按需分配方法，应用于普通节点端，包括以下步骤：

接收来自于自身网络层下发的数据包；

统计出到不同目的节点的累计数据包长度总和；

计算获得到不同目的节点的实时带宽资源需求；

向中心节点发送包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

判断是否接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表；

当接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表时，按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

优选地，所述统计出到不同目的节点的累计数据包长度总和的步骤包括：

在统计周期开始后，分别记录每次从网络层接收到的数据包长度并对计数器累加；

在统计周期结束时，根据计数器累加结果值，统计出自身到不同目的节点的累计数据包长度。

本发明实施例的一种无线自组网资源动态按需分配方法，应用于中心节点端，包括以下步骤：

分别接收各普通节点发送的包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

将各普通节点的实时带宽资源需求作为第一部分信息更新到带宽资源需求表中；

获取中心节点自身的实时带宽资源需求；

将中心节点自身的实时带宽资源需求作为第二部分信息补充更新到带宽资源需求表中；

获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求；

将端到端链路的实时带宽资源需求作为第三部分信息补充更新到带宽资源需求表中，获得全网新调度周期资源需求信息表；

根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网；

按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

优选地，所述获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求的步骤包括：

遍历上个调度周期分配了带宽资源的端到端链路，判断是否存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路；

当存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路时，将端到端链路的实时带宽资源需求设为预设初始值。

优选地，所述根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网的步骤包括：

在循环遍历的一次遍历中针对每一个带宽资源请求信息，根据全网新调度周期资源需求信息表，根据该带宽资源请求信息的部分实时带宽资源需求计算该带宽资源请求信息的源节点和各转发节点需增加的时隙数总数；

判断需增加的时隙数总数是否小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数；

当需增加的时隙数总数小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数时，为该带宽资源请求信息分配需增加的时隙数总数，并更新调度周期内剩余可分配时隙数；

根据需增加的时隙数总数计算获得为该带宽资源请求信息分配的带宽；

判断为该带宽资源请求信息分配的带宽是否大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求；

当为该带宽资源请求信息分配的带宽大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求时，标记该带宽资源请求信息分配时隙数已满足需求即分配处理完毕；

当所有带宽资源请求信息都分配处理完毕后，判断是否还有剩余可分配时隙数；

当还有剩余可分配时隙数时，将剩余可分配时隙数平均分配给各端到端链路；

对分配了时隙数的链路进行时隙表映射，获得新的时隙资源分配表并广播给全网。

本发明实施例的一种普通节点装置，包括：

数据包接收单元，用于接收来自于自身网络层下发的数据包；

数据包长度统计单元，用于统计出到不同目的节点的累计数据包长度总和；

实时带宽资源需求计算单元，用于计算获得到不同目的节点的实时带宽资源需求；

带宽资源请求信息发送单元，用于向中心节点发送包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

判断单元，用于判断是否接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表；

业务传输通信单元，用于当接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表时，按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

本发明实施例的一种中心节点装置，包括：

带宽资源请求信息接收单元，用于分别接收各普通节点发送的包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

第一带宽资源需求表更新单元，用于将各普通节点的实时带宽资源需求作为第一部分信息更新到带宽资源需求表中；

中心节点实时带宽资源需求获取单元，用于获取中心节点自身的实时带宽资源需求；

第二带宽资源需求表更新单元，用于将中心节点自身的实时带宽资源需求作为第二部分信息补充更新到带宽资源需求表中；

端到端链路实时带宽资源需求获取单元，用于获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求；

第三带宽资源需求表更新单元，用于将端到端链路的实时带宽资源需求作为第三部分信息补充更新到带宽资源需求表中，获得全网新调度周期资源需求信息表；

时隙资源分配表获得及广播单元，用于根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网；

业务传输通信单元，用于按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

优选地，所述端到端链路实时带宽资源需求获取单元包括：

第一判断单元，用于遍历上个调度周期分配了带宽资源的端到端链路，判断是否存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路；

端到端链路实时带宽资源需求设置单元，用于当存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路时，将端到端链路的实时带宽资源需求设为预设初始值。

优选地，所述时隙资源分配表获得及广播单元包括：

需增加的时隙数总数计算单元，用于在循环遍历的一次遍历中针对每一个带宽资源请求信息，根据全网新调度周期资源需求信息表，根据该带宽资源请求信息的部分实时带宽资源需求计算该带宽资源请求信息的源节点和各转发节点需增加的时隙数总数；

第二判断单元，用于判断需增加的时隙数总数是否小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数；

时隙数分配及更新单元，用于当需增加的时隙数总数小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数时，为该带宽资源请求信息分配需增加的时隙数总数，并更新调度周期内剩余可分配时隙数；

带宽计算单元，用于根据需增加的时隙数总数计算获得为该带宽资源请求信息分配的带宽；

第三判断单元，用于判断为该带宽资源请求信息分配的带宽是否大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求；

分配处理完毕标记单元，用于当为该带宽资源请求信息分配的带宽大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求时，标记该带宽资源请求信息分配时隙数已满足需求即分配处理完毕；

第四判断单元，用于当所有带宽资源请求信息都分配处理完毕后，判断是否还有剩余可分配时隙数；

剩余可分配时隙数平均分配单元，用于当还有剩余可分配时隙数时，将剩余可分配时隙数平均分配给各端到端链路；

新的时隙资源分配表获得及广播单元，用于对分配了时隙数的链路进行时隙表映射，获得新的时隙资源分配表并广播给全网。

本发明实施例的一种无线自组网系统，包括上述的普通节点装置和上述的中心节点装置，普通节点装置和中心节点装置构成无线自组网结构。

本发明实施例的技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的无线自组网资源动态按需分配方法、装置及系统，通过流量实时统计方法解决自组网下节点带宽需求评估的问题，并采用基于集中式的调度与分配策略，解决无线资源动态按需分配的问题，提高无线资源的利用率。同时在网络可用无线资源不能满足所有节点需求的情况下，通过适当策略保证资源分配的公平性，解决资源分配不公导致部分节点不能分配到资源的问题。与现有静态资源分配和分布式资源分配相比，能实时准确的评估节点动态资源需求，并根据需求合理分配无线资源，在资源利用率、分配公平性方面均有较好的提高，具有获取资源的端到端业务传输服务质量更高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中无线自组网资源动态按需分配方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例2中无线自组网资源动态按需分配方法的一个具体示例的流程图；

图3为本发明实施例2中资源分配的一个具体实例的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，本文所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非旨在限制本发明。除非上下文明确指出，否则如本文中所使用“包括”和/或“包含”等术语时，是意图说明存在该特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，而不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或其他组合的存在或增加。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

尽管示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性过程，然而可以理解的是，该示例性过程还可以由一个或多个模块来执行。另外，可以理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成存储模块，处理器被专门配置成执行上述存储模块中存储的过程，从而执行一个或多个过程。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

一种无线自组网的资源动态按需分配方法，需解决两方面问题，一是各节点准确评估实时带宽资源需求，二是中心站收集各节点的资源需求并动态按需分配。

实施例1

本实施例提供一种无线自组网资源动态按需分配方法，应用于普通节点端，如图1所示，包括以下步骤：

S11、接收来自于自身网络层下发的数据包；

S12、统计出到不同目的节点的累计数据包长度总和；

S13、计算获得到不同目的节点的实时带宽资源需求；

S14、向中心节点发送包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

S15、判断是否接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表；当没有接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表时，保持等待状态直到接收到为止。当接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表时，进入步骤S16。

S16、按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

优选地，S12的统计出到不同目的节点的累计数据包长度总和的步骤包括：

S12-1、在统计周期开始后，分别记录每次从网络层接收到的数据包长度并对计数器累加；

S12-2、在统计周期结束时，根据计数器累加结果值，统计出自身到不同目的节点的累计数据包长度。

具体的，各节点MAC层维护一组来自于自身网络层的、到不同目的节点的数据包长度计数器，在每个新的资源需求统计周期记录从网络层接收到的数据包长度并对计数器累加。

在统计周期结束时，统计出自身到不同目的节点的累计数据包长度，并除以统计周期时间长度，得出自身到各目的节点的实时带宽资源需求。在资源调度周期起始向中心站发起带宽资源请求，然后等待中心站资源分配结果，并按照新的资源分配表进行业务传输。节点向中心站发起带宽资源请求后将接收网络层数据包长度计数器清零，以便在下个统计周期重新统计，得到下个周期的实时带宽资源需求。

实施例2

本实施例提供一种无线自组网资源动态按需分配方法，应用于中心节点端，如图2所示，包括以下步骤：

S21、分别接收各普通节点发送的包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

S22、将各普通节点的实时带宽资源需求作为第一部分信息更新到带宽资源需求表中；

S23、获取中心节点自身的实时带宽资源需求；

S24、将中心节点自身的实时带宽资源需求作为第二部分信息补充更新到带宽资源需求表中；

S25、获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求；

S26、将端到端链路的实时带宽资源需求作为第三部分信息补充更新到带宽资源需求表中，获得全网新调度周期资源需求信息表；

S27、根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网；

S28、按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

优选地，S25的获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求的步骤包括：

S25-1、遍历上个调度周期分配了带宽资源的端到端链路，判断是否存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路；当不存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路时，将端到端链路的实时带宽资源需求设为零，即无需分配带宽资源。当存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路时，进入步骤S25-2。

S25-2、将端到端链路的实时带宽资源需求设为预设初始值。

具体的，中心站维护一张全网端到端链路带宽资源需求表，在每个资源调度周期起始将需求表清零。中心站通过接收各普通节点的带宽资源请求信息（又称资源请求流），更新带宽资源需求表，并在资源分配起始将自身的实时带宽资源请求信息也更新到资源需求表。然后遍历上个调度周期分配了资源的端到端链路，如果某条链路在上个调度周期分配了资源，但在本调度周期没有发起资源请求，则中心站记录该链路有带宽资源需求，目的是保证资源分配的延续性，记录其带宽资源需求值为预设初始值。中心站通过收集各节点发起的资源请求和遍历上个周期分配了资源的、本周期未发起资源请求的链路，得出全网新调度周期的资源请求信息表。

优选地，S27的根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网的步骤包括：

S27-1、在循环遍历的一次遍历中针对每一个带宽资源请求信息，根据全网新调度周期资源需求信息表，根据该带宽资源请求信息的部分实时带宽资源需求计算该带宽资源请求信息的源节点和各转发节点需增加的时隙数总数；

S27-2、判断需增加的时隙数总数是否小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数；当需增加的时隙数总数大于调度周期内剩余可分配时隙数时，保持当前时隙分配结果，并标记该带宽资源请求信息分配处理完毕，后续循环遍历不再处理。当需增加的时隙数总数小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数时，进入步骤S27-3。

S27-3、为该带宽资源请求信息分配需增加的时隙数总数，并更新调度周期内剩余可分配时隙数；

S27-4、根据需增加的时隙数总数计算获得为该带宽资源请求信息分配的带宽；

S27-5、判断为该带宽资源请求信息分配的带宽是否大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求；当为该带宽资源请求信息分配的带宽小于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求时，在后续循环遍历中继续增加时隙数分配。当为该带宽资源请求信息分配的带宽大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求时，进入步骤S27-6。

S27-6、标记该带宽资源请求信息分配时隙数已满足需求即分配处理完毕；

S27-7、当所有带宽资源请求信息都分配处理完毕后，判断是否还有剩余可分配时隙数；当没有剩余可分配时隙数时，进入步骤SS27-9。当还有剩余可分配时隙数时，进入步骤SS27-8。

S27-8、将剩余可分配时隙数平均分配给各端到端链路；

S27-9、对分配了时隙数的链路进行时隙表映射，获得新的时隙资源分配表并广播给全网。

具体的，如图3所示，中心站循环遍历各资源需求链路，对每个请求流如果是第一次遍历，则首先依据该请求流的源节点和目的节点查找端到端路由表。中心站每循环遍历一次，对每个请求流进行资源分配处理一次，首先是对源节点增加发送时隙资源，然后依据各跳链路质量等级，对转发节点增加相应时隙资源。每遍历一次，对每个资源请求流只增加一定的传输带宽资源，目的是保障调度的公平性，即每条请求流均能获得一定的网络资源。

中心节点遍历一次资源请求流后，计算源节点和各转发节点需增加的时隙数，并和调度周期内剩余可分配的时隙数比较，如果前者较大，说明剩余可分配时隙资源不足以支撑为该请求流增加带宽，因此不再为该请求流增加资源分配，保持当前时隙分配结果，并标记此请求流资源分配处理完毕，后续循环遍历不再处理。反之，如果可分配时隙资源足够，则本次遍历为该请求流增加预留时隙数，并以此计算给该请求流分配的带宽，如果小于需求带宽，则表示分配资源不满足请求资源，在后续循环遍历还需继续增加资源分配，否则意味着分配资源满足需求，标记此请求流资源分配处理完毕，后续循环遍历不再处理。

中心节点对每个请求流依次完成资源分配遍历，如果所有请求流已分配的资源带宽均已满足其需求带宽，或遍历一条请求流后剩余可分配时隙已耗尽，则结束循环遍历，计算出每条请求流获得的实际带宽，以此作为下次带宽分配时该请求流的参考值。

所有资源请求流处理完毕后如果还有剩余可分配的网络资源，则将剩余资源平均分配给各端到端链路。

资源分配完毕，对分配了资源的链路进行时隙表映射，形成最终时隙资源分配表，并将资源分配结果广播给全网，由各节点统一同步更新资源分配表，并按新的资源分配表进行业务传输通信，由此完成资源动态按需分配和业务传输。

上述无线自组网资源动态按需分配方法，通过流量实时统计方法解决自组网下节点带宽需求评估的问题，并采用基于集中式的调度与分配策略，解决无线资源动态按需分配的问题，提高无线资源的利用率。同时在网络可用无线资源不能满足所有节点需求的情况下，通过适当策略保证资源分配的公平性，解决资源分配不公导致部分节点不能分配到资源的问题。

通过各节点MAC层在每个周期独立统计自身上层（网络层）下发的数据包累计长度，评估自己到不同目的节点实时需要的传输带宽，然后将带宽需求值汇报给中心节点，中心节点接收各节点当下申请的实时的带宽资源需求后，同时考虑上一个周期分配过资源的端到端链路，综合形成全网新调度周期的带宽资源需求信息表，以此为依据对无线资源重新分配，资源需求量多的链路多分配时隙资源，资源需求量少的少分配时隙资源，没有资源需求的少分配或不分配资源。如果遇到全网总的带宽资源需求大于可用无线资源，而导致资源不够用时，通过优先降低带宽需求高的链路的资源分配，来保证所有请求资源的节点均能获得一定的分配资源，以免发生部分节点分配不到资源产生“饿死”的现象，保障资源分配的公平性。如果在满足各节点需求带宽下还有剩余未分配无线资源，则将剩余无线资源平均分配给各链路。

该方法与现有静态资源分配和分布式资源分配相比，能实时准确的评估节点动态资源需求，并根据需求合理分配无线资源，在资源利用率、分配公平性方面均有较好的提高，具有获取资源的端到端业务传输服务质量更高的优点。

动态资源按需分配在无线移动通信系统中是比较通用的资源分配方法，在无线自组网通信系统中受分布式组网、多跳传输、拓扑动态变化等特点影响，动态资源按需分配面临的技术难度显著提升，但因其相对于静态资源分配有更好的资源利用率，是普遍应用的资源分配方法。

实施例3

对应于实施例1，本实施例提供一种普通节点装置，包括：

数据包接收单元，用于接收来自于自身网络层下发的数据包；

数据包长度统计单元，用于统计出到不同目的节点的累计数据包长度总和；

实时带宽资源需求计算单元，用于计算获得到不同目的节点的实时带宽资源需求；

带宽资源请求信息发送单元，用于向中心节点发送包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

判断单元，用于判断是否接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表；

业务传输通信单元，用于当接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表时，按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

上述普通节点装置，通过流量实时统计方法解决自组网下节点带宽需求评估的问题，能实时准确的评估节点动态资源需求。

实施例4

对应于实施例2，本实施例提供一种中心节点装置，包括：

带宽资源请求信息接收单元，用于分别接收各普通节点发送的包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

第一带宽资源需求表更新单元，用于将各普通节点的实时带宽资源需求作为第一部分信息更新到带宽资源需求表中；

中心节点实时带宽资源需求获取单元，用于获取中心节点自身的实时带宽资源需求；

第二带宽资源需求表更新单元，用于将中心节点自身的实时带宽资源需求作为第二部分信息补充更新到带宽资源需求表中；

端到端链路实时带宽资源需求获取单元，用于获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求；

第三带宽资源需求表更新单元，用于将端到端链路的实时带宽资源需求作为第三部分信息补充更新到带宽资源需求表中，获得全网新调度周期资源需求信息表；

时隙资源分配表获得及广播单元，用于根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网；

业务传输通信单元，用于按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

优选地，所述端到端链路实时带宽资源需求获取单元包括：

第一判断单元，用于遍历上个调度周期分配了带宽资源的端到端链路，判断是否存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路；

端到端链路实时带宽资源需求设置单元，用于当存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路时，将端到端链路的实时带宽资源需求设为预设初始值。

优选地，所述时隙资源分配表获得及广播单元包括：

需增加的时隙数总数计算单元，用于在循环遍历的一次遍历中针对每一个带宽资源请求信息，根据全网新调度周期资源需求信息表，根据该带宽资源请求信息的部分实时带宽资源需求计算该带宽资源请求信息的源节点和各转发节点需增加的时隙数总数；

第二判断单元，用于判断需增加的时隙数总数是否小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数；

时隙数分配及更新单元，用于当需增加的时隙数总数小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数时，为该带宽资源请求信息分配需增加的时隙数总数，并更新调度周期内剩余可分配时隙数；

带宽计算单元，用于根据需增加的时隙数总数计算获得为该带宽资源请求信息分配的带宽；

第三判断单元，用于判断为该带宽资源请求信息分配的带宽是否大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求；

分配处理完毕标记单元，用于当为该带宽资源请求信息分配的带宽大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求时，标记该带宽资源请求信息分配时隙数已满足需求即分配处理完毕；

第四判断单元，用于当所有带宽资源请求信息都分配处理完毕后，判断是否还有剩余可分配时隙数；

剩余可分配时隙数平均分配单元，用于当还有剩余可分配时隙数时，将剩余可分配时隙数平均分配给各端到端链路；

新的时隙资源分配表获得及广播单元，用于对分配了时隙数的链路进行时隙表映射，获得新的时隙资源分配表并广播给全网。

上述中心节点装置，采用基于集中式的调度与分配策略，解决无线资源动态按需分配的问题，提高无线资源的利用率。同时在网络可用无线资源不能满足所有节点需求的情况下，通过适当策略保证资源分配的公平性，解决资源分配不公导致部分节点不能分配到资源的问题。与现有静态资源分配和分布式资源分配相比，根据需求合理分配无线资源，在资源利用率、分配公平性方面均有较好的提高，具有获取资源的端到端业务传输服务质量更高的优点。

实施例5

本实施例提供一种无线自组网系统，包括上述实施例3的普通节点装置和上述实施例4的中心节点装置，普通节点装置和中心节点装置构成无线自组网结构，能实时准确的评估节点动态资源需求，并根据需求合理分配无线资源，在资源利用率、分配公平性方面均有较好的提高，具有获取资源的端到端业务传输服务质量更高的优点。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种无线自组网资源动态按需分配方法，应用于中心节点端，其特征在于，包括以下步骤：

分别接收各普通节点发送的包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

将各普通节点的实时带宽资源需求作为第一部分信息更新到带宽资源需求表中；

获取中心节点自身的实时带宽资源需求；

将中心节点自身的实时带宽资源需求作为第二部分信息补充更新到带宽资源需求表中；

获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求；

将端到端链路的实时带宽资源需求作为第三部分信息补充更新到带宽资源需求表中，获得全网新调度周期资源需求信息表；

根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网；

按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求的步骤包括：

遍历上个调度周期分配了带宽资源的端到端链路，判断是否存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路；

当存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路时，将端到端链路的实时带宽资源需求设为预设初始值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网的步骤包括：

在循环遍历的一次遍历中针对每一个带宽资源请求信息，根据全网新调度周期资源需求信息表，根据该带宽资源请求信息的部分实时带宽资源需求计算该带宽资源请求信息的源节点和各转发节点需增加的时隙数总数；

判断需增加的时隙数总数是否小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数；

当需增加的时隙数总数小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数时，为该带宽资源请求信息分配需增加的时隙数总数，并更新调度周期内剩余可分配时隙数；

根据需增加的时隙数总数计算获得为该带宽资源请求信息分配的带宽；

判断为该带宽资源请求信息分配的带宽是否大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求；

当为该带宽资源请求信息分配的带宽大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求时，标记该带宽资源请求信息分配时隙数已满足需求即分配处理完毕；

当所有带宽资源请求信息都分配处理完毕后，判断是否还有剩余可分配时隙数；

当还有剩余可分配时隙数时，将剩余可分配时隙数平均分配给各端到端链路；

对分配了时隙数的链路进行时隙表映射，获得新的时隙资源分配表并广播给全网。

4.一种中心节点装置，其特征在于，包括：

带宽资源请求信息接收单元，用于分别接收各普通节点发送的包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

第一带宽资源需求表更新单元，用于将各普通节点的实时带宽资源需求作为第一部分信息更新到带宽资源需求表中；

中心节点实时带宽资源需求获取单元，用于获取中心节点自身的实时带宽资源需求；

第二带宽资源需求表更新单元，用于将中心节点自身的实时带宽资源需求作为第二部分信息补充更新到带宽资源需求表中；

端到端链路实时带宽资源需求获取单元，用于获取上个周期分配了带宽资源的、本周期未发起带宽资源请求的端到端链路的实时带宽资源需求；

第三带宽资源需求表更新单元，用于将端到端链路的实时带宽资源需求作为第三部分信息补充更新到带宽资源需求表中，获得全网新调度周期资源需求信息表；

时隙资源分配表获得及广播单元，用于根据全网新调度周期资源需求信息表进行资源分配，获得新的时隙资源分配表并广播给全网；

业务传输通信单元，用于按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

5.根据权利要求4所述的中心节点装置，其特征在于，所述端到端链路实时带宽资源需求获取单元包括：

第一判断单元，用于遍历上个调度周期分配了带宽资源的端到端链路，判断是否存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路；

端到端链路实时带宽资源需求设置单元，用于当存在上个调度周期分配了带宽资源的、本调度周期未发起带宽资源请求的端到端链路时，将端到端链路的实时带宽资源需求设为预设初始值。

6.根据权利要求4所述的中心节点装置，其特征在于，所述时隙资源分配表获得及广播单元包括：

需增加的时隙数总数计算单元，用于在循环遍历的一次遍历中针对每一个带宽资源请求信息，根据全网新调度周期资源需求信息表，根据该带宽资源请求信息的部分实时带宽资源需求计算该带宽资源请求信息的源节点和各转发节点需增加的时隙数总数；

第二判断单元，用于判断需增加的时隙数总数是否小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数；

时隙数分配及更新单元，用于当需增加的时隙数总数小于或者等于调度周期内剩余可分配时隙数时，为该带宽资源请求信息分配需增加的时隙数总数，并更新调度周期内剩余可分配时隙数；

带宽计算单元，用于根据需增加的时隙数总数计算获得为该带宽资源请求信息分配的带宽；

第三判断单元，用于判断为该带宽资源请求信息分配的带宽是否大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求；

分配处理完毕标记单元，用于当为该带宽资源请求信息分配的带宽大于或者等于该带宽资源请求信息的实时带宽资源需求时，标记该带宽资源请求信息分配时隙数已满足需求即分配处理完毕；

第四判断单元，用于当所有带宽资源请求信息都分配处理完毕后，判断是否还有剩余可分配时隙数；

剩余可分配时隙数平均分配单元，用于当还有剩余可分配时隙数时，将剩余可分配时隙数平均分配给各端到端链路；

新的时隙资源分配表获得及广播单元，用于对分配了时隙数的链路进行时隙表映射，获得新的时隙资源分配表并广播给全网。

7.一种无线自组网系统，其特征在于，包括普通节点装置和如权利要求4-6任一项所述的中心节点装置，普通节点装置和中心节点装置构成无线自组网结构；

所述普通节点装置包括：

数据包接收单元，用于接收来自于自身网络层下发的数据包；

数据包长度统计单元，用于统计出到不同目的节点的累计数据包长度总和；

实时带宽资源需求计算单元，用于计算获得到不同目的节点的实时带宽资源需求；

带宽资源请求信息发送单元，用于向中心节点发送包含实时带宽资源需求信息的带宽资源请求信息；

判断单元，用于判断是否接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表；

业务传输通信单元，用于当接收到中心节点发送的新的时隙资源分配表时，按照新的时隙资源分配表进行业务传输通信。

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