CN110636625A - 正四面体拓扑网络的调度方法及装置 - Google Patents

正四面体拓扑网络的调度方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种正四面体拓扑网络的调度方法及装置,正四面体拓扑网络中的1号节点、2号节点、3号节点及4号节点分别按照调度序列[4,3,2,0,0,0]、[0,0,1,3,4,0]、[0,1,0,2,0,4及[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;其中,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。本发明通过将传播时延进行均分,实现了四个节点的正四面体拓扑网络的全连接公平完美调度。

Description

正四面体拓扑网络的调度方法及装置
技术领域
本发明涉及水下声学网络技术领域,具体为一种正四面体拓扑网络的调度方法及装置。
背景技术
水下声学网络中媒体控制协议面临着以长传播时延为代表的一系列独特挑战,通过对干扰对齐技术的时空域应用,一类以利用长传播时延为特性的空域复用时分多址接入协议被提出,其中能够达到无空闲时隙的调度算法被称为完美调度,是能令这类协议达到吞吐量上限的调度算法。
现有的能支持全连接公平完美调度方案的拓扑结构主要有单一点对点调度和三角形拓扑调度。三节点及以上的线性拓扑被认为没有完美调度方案。
发明内容
本发明提供了一种正四面体拓扑网络的调度方法及装置,能够实现四个节点的正四面体拓扑网络的全连接公平完美调度。
为达到上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种正四面体拓扑网络的调度方法,包括:
正四面体拓扑网络中的1号节点按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度;
正四面体拓扑网络中的2号节点按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度;
正四面体拓扑网络中的3号节点按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度;
正四面体拓扑网络中的4号节点按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;
其中,四个节点的调度是同步进行的,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行所述循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为所述传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。
可选的,所述正四面体拓扑网络中的1号节点按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的1号节点在第6k+4,6k+5,6k+6时隙接收数据分组,在6k+1时隙向4号节点发送一个数据分组,在6k+2时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+3时隙向2号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述正四面体拓扑网络中的2号节点按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的2号节点在第6k+1,6k+2,6k+6时隙接收数据分组,在6k+3时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+3时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+4时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述正四面体拓扑网络中的3号节点按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的3号节点在第6k+1,6k+3,6k+5时隙接收数据分组,在6k+2时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+4时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述正四面体拓扑网络中的4号节点按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的4号节点在第6k+2,6k+3,6k+4时隙接收数据分组,在6k+1时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+5时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向3号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
一种正四面体拓扑网络的调度装置,包括:
1号节点,用于按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度;
2号节点,用于按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度;
3号节点,用于按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度;
4号节点,用于按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;
其中,四个节点的调度是同步进行的,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行所述循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为所述传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。
可选的,所述1号节点用于在第6k+4,6k+5,6k+6时隙接收数据分组,在6k+1时隙向4号节点发送一个数据分组,在6k+2时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+3时隙向2号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述2号节点用于在第6k+1,6k+2,6k+6时隙接收数据分组,在6k+3时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+3时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+4时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述3号节点用于在第6k+1,6k+3,6k+5时隙接收数据分组,在6k+2时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+4时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述4号节点,用于在第6k+2,6k+3,6k+4时隙接收数据分组,在6k+1时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+5时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向3号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
经由上述技术方案可知,本发明公开了一种正四面体拓扑网络的调度方法及装置,正四面体拓扑网络中的1号节点、2号节点、3号节点及4号节点分别按照调度序列[4,3,2,0,0,0]、[0,0,1,3,4,0]、[0,1,0,2,0,4及[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;其中,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。本发明通过将传播时延进行均分,实现了四个节点的正四面体拓扑网络的全连接公平完美调度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种正四面体拓扑网络的调度方法的流程图;
图2为本发明实施例公开的一种正四面体拓扑网络的调度装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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。
从背景技术可知,现有的能支持全连接公平完美调度方案的拓扑结构主要有单一点对点调度和三角形拓扑调度。三节点及以上的线性拓扑被认为没有完美调度方案。
有鉴于此,本发明提供了一种正四面体拓扑网络的调度方法及装置,能够实现四个节点的正四面体拓扑网络的全连接公平完美调度。
如图1所示,本发明实施例公开了一种正四面体拓扑网络的调度方法,包括以下步骤:
S101、正四面体拓扑网络中的1号节点按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度;
S102、正四面体拓扑网络中的2号节点按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度;
S103、正四面体拓扑网络中的3号节点按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度;
S104、正四面体拓扑网络中的4号节点按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;
其中,四个节点的调度是同步进行的,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行所述循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为所述传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。
需要说明的是,传播时延是指声信号在两个相邻节点间传播的单程时间。具体时长由实际节点部署间距决定,帧长度是指空域复用时分多址系统中循环调度表循环一次的时间,一个帧由若干时隙组成,时隙是空域复用时分多址系统的用户执行操作的最小时间单元。在本发明实施例中时隙长度设置为传播时延的三分之一,一个帧长度中包含6个时隙。
此外,当前空域复用时分多址系统的研究中通常将时隙长度设置为略大于网络中最大传播时延,而分组长度略小于最短传播时延,在这样的前提下三节点及以上的线性拓扑被认为没有完美调度方案,只能选择牺牲连接的公平性来达到优化调度表的标准化吞吐量的效果。
其中,公平性是指进行通信的一对节点能够以相同的带宽彼此通信,整个网络的公平性是指网络内部的节点都有对邻居节点以同样的带宽进行接收和发送双向通信。牺牲公平性具体是指在调度中限制某些节点不能以某些邻居为目标发送信息。
标准化吞吐量即归一化吞吐量,表示信道利用的情况,而标准化吞吐量大于1的复用方式被称为空域复用。
本发明实施例公开的正四面体拓扑网络的调度方法,正四面体拓扑网络中的1号节点、2号节点、3号节点及4号节点分别按照调度序列[4,3,2,0,0,0]、[0,0,1,3,4,0]、[0,1,0,2,0,4及[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;其中,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。本发明通过将传播时延进行均分,实现了四个节点的正四面体拓扑网络的全连接公平完美调度。
可选的,所述正四面体拓扑网络中的1号节点按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的1号节点在第6k+4,6k+5,6k+6时隙接收数据分组,在6k+1时隙向4号节点发送一个数据分组,在6k+2时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+3时隙向2号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述正四面体拓扑网络中的2号节点按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的2号节点在第6k+1,6k+2,6k+6时隙接收数据分组,在6k+3时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+3时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+4时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述正四面体拓扑网络中的3号节点按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的3号节点在第6k+1,6k+3,6k+5时隙接收数据分组,在6k+2时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+4时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述正四面体拓扑网络中的4号节点按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的4号节点在第6k+2,6k+3,6k+4时隙接收数据分组,在6k+1时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+5时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向3号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
需要说明的是,所述分组长度不超过一个时隙长度,保证数据分组完整的进行传输。
基于上述本发明实施例公开的正四面体拓扑网络的调度方法,图2具体公开了应用该正四面体拓扑网络的调度方法的正四面体拓扑网络的调度装置。
如图2所示,本发明另一实施例公开了一种正四面体拓扑网络的调度装置,该装置包括:
1号节点201,用于按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度;
2号节点202,用于按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度;
3号节点203,用于按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度;
4号节点204,用于按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;
其中,四个节点的调度是同步进行的,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行所述循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为所述传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。
可选的,所述1号节点201用于在第6k+4,6k+5,6k+6时隙接收数据分组,在6k+1时隙向4号节点发送一个数据分组,在6k+2时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+3时隙向2号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述2号节点202用于在第6k+1,6k+2,6k+6时隙接收数据分组,在6k+3时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+3时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+4时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述3号节点203用于在第6k+1,6k+3,6k+5时隙接收数据分组,在6k+2时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+4时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
可选的,所述4号节点204,用于在第6k+2,6k+3,6k+4时隙接收数据分组,在6k+1时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+5时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向3号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
以上本发明实施例公开的正四面体拓扑网络的调度装置中的1号节点201、2号节点202、3号节点203和4号节点204的具体工作过程,可参见本发明上述实施例公开的正四面体拓扑网络的调度方法中的对应内容,这里不再进行赘述。
本实施例公开的正四面体拓扑网络的调度装置,正四面体拓扑网络中的1号节点、2号节点、3号节点及4号节点分别按照调度序列[4,3,2,0,0,0]、[0,0,1,3,4,0]、[0,1,0,2,0,4及[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;其中,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。本发明通过将传播时延进行均分,实现了四个节点的正四面体拓扑网络的全连接公平完美调度。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种正四面体拓扑网络的调度方法,其特征在于,包括:
正四面体拓扑网络中的1号节点按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度;
正四面体拓扑网络中的2号节点按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度;
正四面体拓扑网络中的3号节点按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度;
正四面体拓扑网络中的4号节点按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;
其中,四个节点的调度是同步进行的,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行所述循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为所述传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。
2.根据权利要求1所述的调度方法,其特征在于,所述正四面体拓扑网络中的1号节点按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的1号节点在第6k+4,6k+5,6k+6时隙接收数据分组,在6k+1时隙向4号节点发送一个数据分组,在6k+2时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+3时隙向2号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
3.根据权利要求1所述的调度方法,其特征在于,所述正四面体拓扑网络中的2号节点按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的2号节点在第6k+1,6k+2,6k+6时隙接收数据分组,在6k+3时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+3时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+4时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
4.根据权利要求1所述的调度方法,其特征在于,所述正四面体拓扑网络中的3号节点按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的3号节点在第6k+1,6k+3,6k+5时隙接收数据分组,在6k+2时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+4时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
5.根据权利要求1所述的调度方法,其特征在于,所述正四面体拓扑网络中的4号节点按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度,包括:
所述正四面体拓扑网络中的4号节点在第6k+2,6k+3,6k+4时隙接收数据分组,在6k+1时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+5时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向3号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
6.一种正四面体拓扑网络的调度装置,其特征在于,包括:
1号节点,用于按照调度序列[4,3,2,0,0,0]进行数据调度;
2号节点,用于按照调度序列[0,0,1,3,4,0]进行数据调度;
3号节点,用于按照调度序列[0,1,0,2,0,4]进行数据调度;
4号节点,用于按照调度序列[1,0,0,0,2,3]进行数据调度;
其中,四个节点的调度是同步进行的,四个节点的调度序列组成循环调度表,执行所述循环调度表的时隙长度为传播时延的三分之一,帧长度为所述传播时延的二倍,调度序列中的数字表示在当前时隙向所述数字对应的节点发送一个数据分组,0表示在当前时隙接收一个数据分组。
7.根据权利要求6所述的调度装置,其特征在于,所述1号节点用于在第6k+4,6k+5,6k+6时隙接收数据分组,在6k+1时隙向4号节点发送一个数据分组,在6k+2时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+3时隙向2号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
8.根据权利要求6所述的调度装置,其特征在于,所述2号节点用于在第6k+1,6k+2,6k+6时隙接收数据分组,在6k+3时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+3时隙向3号节点发送一个数据分组,6k+4时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
9.根据权利要求6所述的调度装置,其特征在于,所述3号节点用于在第6k+1,6k+3,6k+5时隙接收数据分组,在6k+2时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+4时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向4号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
10.根据权利要求6所述的调度装置,其特征在于,所述4号节点,用于在第6k+2,6k+3,6k+4时隙接收数据分组,在6k+1时隙向1号节点发送一个数据分组,在6k+5时隙向2号节点发送一个数据分组,6k+6时隙向3号节点发送一个数据分组,其中,k为大于或等于1的正整数。
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