CN113038613B - 一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置。所述方法包括根据通信节点间通信链路的频率、时间和空间参数，得到通信链路间的干扰关系，然后以通信链路为顶点、以干扰关系为边建立对应的干扰关系图，根据可用通信资源对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图，根据着色图分配通信网络中各个通信节点的通信资源。本申请考虑了网络资源的空间维度，结合传统的时频维度对网络资源进行了三维划分，随后将三维网络资源分配问题转化为图着色问题实现三维网络资源的分配，可以减少网络通信资源浪费，大幅提高无人机集群等节点密集的网络中的通信资源利用率。

Description

一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置

技术领域

本申请涉及无线通信网络技术领域，特别是涉及一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置。

背景技术

随着无人机集群技术的发展，系统中的无人机数量越来越多，网络密度越来越高，由于数据量大、突发性强，无人机集群网络资源竞争十分激烈。网络传输调度对缓解无人机集群网络资源竞争和避免干扰等方面具有重要意义。

目前，无人机集群网络传输调度问题主要包括：TDMA时隙分配、多信道分配以及时隙与信道之间的二维资源联合分配。TDMA时隙分配是为网络中的每个节点或每个任务分配不同时隙来无冲突地传输数据。多信道技术则为冲突节点分配不同的频率信道，可以避免干扰，提高网络吞吐量。然而，无人机网络的频率资源有限，现有的传输调度方法对于节点众多的大规模网络，仍存在严重的资源竞争和冲突问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够适应无人机集群中节点密集环境的一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法和装置。

一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法，所述方法包括：

在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

其中一个实施例中，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据的步骤包括：

根据通信链路参数对可用信道资源进行三维划分。

将具有相同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为干扰，将具有不同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为不干扰。

根据通信链路之间的干扰状态值得到对应的干扰关系数据。

其中一个实施例中，根据通信网络的可用资源数据对所述干扰关系图中的顶点着色的步骤包括：

采用布尔代数法得到干扰关系图的最小覆盖数据。

根据最小覆盖数据的补集得到对应的极大独立集。

根据通信网络的可用资源数据得到对应的颜色集合，根据颜色集合对极大独立集的各个子集着不同颜色，得到对应的着色结果。

其中一个实施例中，通信节点采用定向天线建立通信链路。

链路空间参数的获取方式包括：

获取定向天线的波束划分参数，根据波束划分参数得到对应的子波束方向参数。

根据子波束方向参数得到对应通信链路的链路空间参数。

其中一个实施例中，链路频率参数的获取方式包括：

获取通信节点的频带划分参数，根据频带划分参数得到对应通信链路的链路频率参数。

其中一个实施例中，链路时间参数的获取方式包括：

获取通信节点的时隙划分参数，根据时隙划分参数得到对应通信链路的链路时间参数。

其中一个实施例中，在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数的步骤包括：

在预设的通信网络中获取通信节点间的距离值。

当距离值不大于预设的通信范围值时，根据通信节点的可用资源数据得到对应的通信节点间的通信链路参数。

一种基于图着色问题的三维网络资源分配装置，所述装置包括：

干扰关系获取模块，用于在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

干扰关系图生成模块，用于以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

着色模块，用于根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

通信资源分配模块，用于根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

与现有技术相比，上述一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法、装置、计算机设备和存储介质，根据通信节点间通信链路的频率、时间和空间参数，得到通信链路间的干扰关系，然后以通信链路为顶点、以干扰关系为边建立对应的干扰关系图，根据可用通信资源对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图，根据着色图分配通信网络中各个通信节点的通信资源。本申请考虑了网络资源的空间维度，结合传统的时频维度对网络资源进行了三维划分，随后将三维网络资源分配问题转化为图着色问题实现三维网络资源的分配，可以减少网络通信资源浪费，大幅提高无人机集群等节点密集的网络中的通信资源利用率。

附图说明

图1为一个实施例中一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法的步骤图；

图2为一个实施例中一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法的流程示意图；

图3为一个实施例中通信节点使用的定向天线的波束划分方式示意图；

图4为一个实施例中通信网络的可以通信资源的三维划分方式示意图；

图5为一个实施例中通信节点间建立的通信链路示意图；

图6为一个实施例中通信链路间的干扰关系图；

图7为对干扰关系图的着色结果；

图8为基于干扰关系图的着色结果得到的通信资源分配方式示意图；

图9为不同数据包到达速率下不同算法的吞吐量曲线图；

图10为不同数据包到达速率下不同算法的传包成功率曲线图；

图11为不同节点规模下不同算法的吞吐量曲线图；

图12为不同节点规模下不同算法的传包成功率曲线图；

图13为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法，包括以下步骤：

步骤102，在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

具体地，对于需要进行资源分配的通信网络，通信链路参数是指各个节点间可以建立的通信链路的参数，包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数，分别描述链路使用的频率、链路建立的时间和链路的指向性(即链路可能造成干扰的空间)。

根据各条通信链路的通信链路参数，可以得到每条链路之间是否会在频率、时间和空间这三个维度上形成干扰，即得到通信链路间的干扰关系数据。

步骤104，以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

步骤106，根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

本申请将消除通信链路间的干扰具体为进行图着色的过程。将通信网络中可以使用的通信资源对应定义为不同的颜色，对干扰图中的顶点进行着色。当两条通信链路之间存在干扰关系时，其对应的节点之间对应有边，代表可能形成干扰，因此不能给两条通信链路分配同样的通信资源，即这两个节点不能为相同的颜色。基于这一原则对建立的干扰关系图进行着色，整个图中使用的颜色数量最少的，且由边连接的顶点(即相邻顶点)采用不同的颜色，就是对应于使用通信资源最少的分配方案。

步骤108，根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

根据着色后的图中各个顶点的颜色，以及颜色对应的通信资源得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据，并进行通信资源分配。

本实施例考虑了网络资源的空间维度，结合传统的时频维度对网络资源进行了三维划分，随后将三维网络资源分配问题转化为图着色问题实现三维网络资源的分配，可以减少网络通信资源浪费，大幅提高无人机集群等节点密集的网络中的通信资源利用率。

其中一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法，包括以下步骤：

步骤202，在预设的通信网络中：获取通信网络中通信节点的定向天线的波束划分参数，根据波束划分参数得到对应的子波束方向参数。根据子波束方向参数得到对应通信链路的链路空间参数。获取通信节点的频带划分参数，根据频带划分参数得到对应通信链路的链路频率参数。获取通信节点的时隙划分参数，根据时隙划分参数得到对应通信链路的链路时间参数。

步骤204，在预设的通信网络中获取通信节点间的距离值。当距离值不大于预设的通信范围值时，根据通信节点的可用资源数据得到对应的通信节点间的通信链路参数。根据包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数对可用信道资源进行三维划分。

通信节点使用如图3所示的定向天线，将波束划分为M个互不重叠的方向，建立通信节点在建立通信链路时可任意选择其中一个波束建立指向对应方向的通信链路，根据通信链路使用的波束就可以得到其链路空间参数。链路时间参数是指通信链路的持续时间。在TDMA时隙分配方式中，对网络中的每个通信节点或每个任务分配不同时隙来无冲突地传输数据，因此链路时间参数可以根据信道时隙得到。链路频率参数是指通信链路使用的时间，根据通信网络中对频率信道的划分以及通信链路使用的频率信道可以得到链路频率参数。基于通信网络中的频率、时间、空间三个维度上对可用的通信资源进行划分，得到通信网络中全部可用的通信链路，如图4所示。基于这一特点，本申请的方法可以称为三维网络资源分配算法(TNRA)。

获取通信网络中通信节点间的距离，当通信节点之间的距离在其通信范围之内时，就获取这两个节点之间所有可能建立的通信链路，如图5所示。

步骤206，将具有相同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为干扰，将具有不同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为不干扰。根据通信链路之间的干扰状态值得到对应的干扰关系数据。以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

对于得到的通信链路和这些通信链路的参数，得到对应的干扰关系图。当两条通信链路可能在频率、时间、空间维度上重合时，则将其干扰状态值设为干扰，否则设为不干扰。当M＝4时，即定向天线具有4个定向波束，对于图5所示的通信链路，将网络中所有链路的接收节点抽象成无向图中的顶点，链路间的定向干扰关系抽象成无向图顶点间的边，得到如图6所示的干扰关系图。得到干扰关系图的具体过程为：对于图5中所示的通信链路，设使用进行发射的通信节点表示为S_i，使用进行接收的通信节点表示为D_i，i＝1,2,3,4。根据节点位置和波束方向，在可以建立的通信链路中，链路S₂D₂会对链路S₁D₁、S₃D₃造成定向干扰；S₃D₃会对链路S₁D₁、S₂D₂、S₄D₄造成定向干扰。因此，对应的干扰关系图(图6)中顶点D₂与D₁、D₃间存在边，顶点D₃与D₁、D₂和D₄间存在边。

步骤208，采用布尔代数法得到干扰关系图的最小覆盖数据。根据最小覆盖数据的补集得到对应的极大独立集。根据通信网络的可用资源数据得到对应的颜色集合，根据颜色集合对极大独立集的各个子集着不同颜色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

对图6所示的干扰关系图，首先采用“布尔代数法”找到无向图的最小覆盖，然后取其补集得到极大独立集。“布尔代数法”求解图的极小覆盖方法如下：对无向图G＝(V，E)，顶点集合为V＝{v₁，v₂，…，v_N}，其极小覆盖为：

(v₁+v_1，kv_1，m…v_1，n)(v₂+v_2,kv_2,m…v_2,n)…(v_N+v_N,kv_N,m…v_N,n)

其中，v_i,kv_i,m…v_i，n代表顶点v_i的各个邻点，化简所得的每个和项式包含的节点为一个极小覆盖。对上式进行求解的过程采取布尔恒等式运算法则，具体如下：

以图6为例，求极小覆盖有：

(D₁+D₂D₃)(D₂+D₁D₃)(D₃+D₁D₂D₄)(D₄+D₃)

利用布尔恒等式化简得：

D₂D₃+D₁D₃+D₁D₂D₄

则极小覆盖集为{{D₂,D₃},{D₁,D₃},{D₁,D₂,D₄}}，极大独立集为{{D₁,D₄},{D₂,D₄},{D₃}}。

为极大独立集的每个子集着不同颜色得到着色结果，着色时要求任意相邻的顶点所着颜色不同，利用传统的图着色问题求解出所需的最小色数和最优着色方案。

步骤210，根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

由于每一种颜色对应一个时频资源，所以可以根据得到的具有最小色数的最优着色方案得到三维网络资源分配的方案。图7是图6对应的着色结果(图中不同的节点填充方式代表不同的颜色)，其中一种颜色对应一个时频资源，着相同颜色的节点在空间维度上进行复用。根据图7可以得到如图8所示的通信资源分配方式。

通过仿真实验说明本申请的技术效果。在1000*1000m区域内任意设置40架无人机的坐标位置，基于本申请提供的方法对无人机进行通信资源分配。仿真结果显示，TNRA算法可最大程度地重用三维网络资源，只需要7个时频资源就能满足40个节点的无冲突传输。

图9是不同算法在不同数据包到达速率下的吞吐量比较，可以看到与目前广泛使用的CSMA和TDMA算法相比，TNRA算法具有非常大的吞吐量性能优势。与2信道的时频二维资源分配(2C-TDMA)相比，TNRA的吞吐量可提高约216％。

图10是不同算法在不同数据包到达速率下的传包成功率比较。随着数据到达率的增加，由于节点对数据包的缓冲区大小设置了阈值，会导致严重的数据包丢失。TNRA算法可以显著抑制丢包率的增加，且其丢包率远高于其他三种算法。

图11是不同算法在不同节点规模下的吞吐量比较。由于时频资源数量的限制，TDMA和2C-TDMA的网络吞吐量都有上限。随着节点数量的增加，TNRA的空间重用度和吞吐量性能都得到了提高。

图12是不同算法在不同节点规模下的传包成功率比较。随着节点数量的增加，等待传输的节点数量增多，包的传包成功率降低。TNRA算法将三维网络资源分配给重用度最高的网络节点，使更多的通信节点可以在不冲突的情况下同时进行传输。因此，节点数量的增加对包的投递率的影响相对较小。

应该理解的是，虽然图1-2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种基于图着色问题的三维网络资源分配装置，包括：

干扰关系获取模块，用于在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

干扰关系图生成模块，用于以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

着色模块，用于根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

通信资源分配模块，用于根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

其中一个实施例中，干扰关系获取模块用于根据通信链路参数对可用信道资源进行三维划分。将具有相同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为干扰，将具有不同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为不干扰。根据通信链路之间的干扰状态值得到对应的干扰关系数据。

其中一个实施例中，干扰关系图生成模块用于采用布尔代数法得到干扰关系图的最小覆盖数据。根据最小覆盖数据的补集得到对应的极大独立集。根据通信网络的可用资源数据得到对应的颜色集合，根据颜色集合对极大独立集的各个子集着不同颜色，得到对应的着色结果。

其中一个实施例中，通信节点采用定向天线建立通信链路。所述装置还包括链路空间参数获取模块，用于获取定向天线的波束划分参数，根据波束划分参数得到对应的子波束方向参数。根据子波束方向参数得到对应通信链路的链路空间参数。

其中一个实施例中，还包括链路频率参数获取模块，用于获取通信节点的频带划分参数，根据频带划分参数得到对应通信链路的链路频率参数。

其中一个实施例中，还包括链路时间参数获取模块，用于获取通信节点的时隙划分参数，根据时隙划分参数得到对应通信链路的链路时间参数。

其中一个实施例中，干扰关系获取模块用于在预设的通信网络中获取通信节点间的距离值。当距离值不大于预设的通信范围值时，根据通信节点的可用资源数据得到对应的通信节点间的通信链路参数。

关于基于图着色问题的三维网络资源分配装置的具体限定可以参见上文中对于基于图着色问题的三维网络资源分配方法的限定，在此不再赘述。上述基于图着色问题的三维网络资源分配装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图13所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：根据通信链路参数对可用信道资源进行三维划分。将具有相同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为干扰，将具有不同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为不干扰。根据通信链路之间的干扰状态值得到对应的干扰关系数据。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：采用布尔代数法得到干扰关系图的最小覆盖数据。根据最小覆盖数据的补集得到对应的极大独立集。根据通信网络的可用资源数据得到对应的颜色集合，根据颜色集合对极大独立集的各个子集着不同颜色，得到对应的着色结果。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取定向天线的波束划分参数，根据波束划分参数得到对应的子波束方向参数。根据子波束方向参数得到对应通信链路的链路空间参数。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取通信节点的频带划分参数，根据频带划分参数得到对应通信链路的链路频率参数。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：获取通信节点的时隙划分参数，根据时隙划分参数得到对应通信链路的链路时间参数。

在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：在预设的通信网络中获取通信节点间的距离值。当距离值不大于预设的通信范围值时，根据通信节点的可用资源数据得到对应的通信节点间的通信链路参数。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据。通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数。

以通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图。

根据通信网络的可用资源数据对干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图。

根据着色图得到通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：根据通信链路参数对可用信道资源进行三维划分。将具有相同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为干扰，将具有不同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为不干扰。根据通信链路之间的干扰状态值得到对应的干扰关系数据。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：采用布尔代数法得到干扰关系图的最小覆盖数据。根据最小覆盖数据的补集得到对应的极大独立集。根据通信网络的可用资源数据得到对应的颜色集合，根据颜色集合对极大独立集的各个子集着不同颜色，得到对应的着色结果。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取定向天线的波束划分参数，根据波束划分参数得到对应的子波束方向参数。根据子波束方向参数得到对应通信链路的链路空间参数。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取通信节点的频带划分参数，根据频带划分参数得到对应通信链路的链路频率参数。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：获取通信节点的时隙划分参数，根据时隙划分参数得到对应通信链路的链路时间参数。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：在预设的通信网络中获取通信节点间的距离值。当距离值不大于预设的通信范围值时，根据通信节点的可用资源数据得到对应的通信节点间的通信链路参数。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种基于图着色问题的三维网络资源分配方法，其特征在于，所述方法包括：

在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据所述通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据；所述通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数；

以所述通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图；

根据所述通信网络的可用资源数据对所述干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图；

根据所述着色图得到所述通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据；

根据所述通信网络的可用资源数据对所述干扰关系图中的顶点着色的步骤包括：

采用布尔代数法得到所述干扰关系图的最小覆盖数据；

根据所述最小覆盖数据的补集得到对应的极大独立集；

根据所述通信网络的可用资源数据得到对应的颜色集合，根据所述颜色集合对所述极大独立集的各个子集着不同颜色，得到对应的着色结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据的步骤包括：

根据所述通信链路参数对可用信道资源进行三维划分；

将具有相同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为干扰，将具有不同通信链路参数的通信链路之间的干扰状态值设为不干扰；

根据通信链路之间的干扰状态值得到对应的干扰关系数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信节点采用定向天线建立通信链路；

所述链路空间参数的获取方式包括：

获取所述定向天线的波束划分参数，根据所述波束划分参数得到对应的子波束方向参数；

根据所述子波束方向参数得到对应通信链路的链路空间参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路频率参数的获取方式包括：

获取所述通信节点的频带划分参数，根据频带划分参数得到对应通信链路的链路频率参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路时间参数的获取方式包括：

获取所述通信节点的时隙划分参数，根据时隙划分参数得到对应通信链路的链路时间参数。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数的步骤包括：

在预设的通信网络中获取通信节点间的距离值；

当所述距离值不大于预设的通信范围值时，根据通信节点的可用资源数据得到对应的通信节点间的通信链路参数。

7.一种基于图着色问题的三维网络资源分配装置，其特征在于，所述装置包括：

干扰关系获取模块，用于在预设的通信网络中获取通信节点间的通信链路参数，根据所述通信链路参数得到对应通信链路间的干扰关系数据；所述通信链路参数包括链路频率参数、链路时间参数和链路空间参数；

干扰关系图生成模块，用于以所述通信链路为顶点，以干扰数据为边，建立对应的干扰关系图；

着色模块，用于根据所述通信网络的可用资源数据对所述干扰关系图中的顶点着色，获得使相邻顶点颜色不同且具有最小色数的着色图；

通信资源分配模块，用于根据所述着色图得到所述通信网络中各个通信节点的通信资源分配数据；

其中，所述干扰关系图生成模块用于采用布尔代数法得到所述干扰关系图的最小覆盖数据，根据所述最小覆盖数据的补集得到对应的极大独立集，根据所述通信网络的可用资源数据得到对应的颜色集合，根据所述颜色集合对所述极大独立集的各个子集着不同颜色，得到对应的着色结果。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

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