一種無線云計算系統的接入點部署與信道分配方法技術方案

本發明專利技術公開了一種無線云計算系統的接入點部署與信道分配方法,首先，假設各個AP部署于一個區域內的網格點上，AP可以在該區域內的任意位置進行部署。其次，在已知AP相互連接狀態的情況下，本方法以AP覆蓋面積最大為最優準則，通過動態規劃的方法的逐步尋找局部最優解，繼而得到全局最優解，從而完成對AP位置的部署。最后，通過對AP位置的分析，確定任意鏈路的干擾集，基于公平分配的原則，使無線信道在某條鏈路及其干擾集內鏈路進行平均分配，從而使每條鏈路分到的無線信道數近似的相等。本發明專利技術提出了一種動態規劃的AP部署方式，相對于窮舉法，減少了計算的復雜度，同時也提出了一種基于干擾集的無線信道的分配方式。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于無線通信的
，具體涉無線云計算系統的一種接入點部署和信道分配方法。
技術介紹
物聯網與第五代無線蜂窩網絡的發展，加之硬件技術的進步，給計算模式帶來新的發展契機。5G網絡在傳統通信方式基礎上，更多的考慮允許設備直接通信的新技術，比如D2D、M2M通信，使得設備間資源共享更加便捷；在硬件方面，終端的計算資源會有大幅度提高，在軟件方面，虛擬化技術將會保障更加靈活的負載轉移，資源匱乏的移動終端不僅可以選擇利用遠端云計算中心的計算資源，還可以就近利用周邊資源豐富且空閑的終端資源。相較于強大的遠程云計算中心，這種臨近的計算資源被稱之為微云(Cloudlet)，這種在無線通信技術支持下，移動終端利用設備周邊微云資源的計算模式稱之為移動微云計算。針對移動云計算中存在的問題，微云的概念被提出，微云由智能移動設備周邊的一個或多個資源豐富的計算機組成，旨在以最小的安全風險，最短負載轉移距離，以及最小通信時延增強智能移動設備的性能。相較于遠端云，微云能夠提供的計算資源有限，但是具有時延短的優勢，對于交互性應用具有更快的響應速度；用戶可以選擇可信任的終端作為接受負載的微云，數據轉移不需要經過復雜的Internet網絡，提高了安全性；微云資源不僅可以是周邊高性能桌面設備，比如多核、千兆以太網互聯的計算機，也可以是移動設備，即計算容量有剩余且愿意向其他瘦終端提供服務的移動終端，資源共享具有了更多的靈活性。遠端云計算中心充當候補角色，在微云資源不足時，負載轉移到遠端云計算中心執行。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術的不足，提供一種無線云計算系統的接入點部署與信道分配方法，在接入點部署的過程中，采用了動態規劃的算法，信道分配過程當中，確立了鏈路的干擾集，使信道在鏈路中平均分配。。本專利技術采用的技術方案為：一種無線云計算系統的接入點部署與信道分配方法，具體包括以下步驟：(1)假設有Nap個AP(Wireless Access Point)，初始化第一個AP的位置，所有網格中的節點都可以作為可選點，假設有Q個可選AP，則此時第一個AP可以在任何的位置，則初始狀態下得到的局部最優解有Q個；(2)進行下一個AP的部署，對于此時已經得到的某個局部最優解，將網格中的可選點進行篩選，首先去除與已部署AP的可選點，之后去除無法符合已知AP連接狀態的可選點；(3)將步驟(2)中的可選點分別添加至該對應的局部最優解，計算這些可選點分別作為該AP的部署點時的覆蓋面積，選取其中值最大的一組作為新的局部最優解，則可以得到更新后的Q個局部最優解；(4)重復步驟(2)(3)，完成對Nap個AP的部署，得到Q個局部最優解，這個過程中，即隨著部署AP數目的增加，Q個局部最優解中的每一個解，其自身在不斷的擴充；(5)對于Q個局部最優解，這些最優解在不斷的擴充，最終得到了Nap個AP的部署方案，這里選取Q個局部最優解中AP覆蓋面積最大的一組解作為Nap個AP的部署方案；(6)篩選得到每條鏈路的干擾集；(7)確定某條鏈路的干擾集內包含的鏈路，將無線信道在該鏈路與其干擾集內鏈路平分，即按順序對無線信道進行排查，當如果不屬于其干擾集內鏈路，則可以分配給該鏈路，直到該鏈路達到平分后的值；(8)因為步驟(7)中采用了向下取整的形式，則上述過程結束后，可能有剩余的無線信道，將剩余的無線信道平均分配給各個鏈路。作為優選，所述步驟(2)中，假設此時正對第n個AP進行部署且n≤Nap，對于第q個局部最優解，對網格中的Q個可選點進行篩選，首先去除與已部署AP的可選點，之后去除無法符合要求的AP連接狀態的可選點，即假設第n個AP部署于該可選點后，AP間的連接狀態已經確定，此連接狀態不符合預定。假設此時有Q’個篩選后的可選點。作為優選，所述步驟(3)中，對于此時Q個局部最優解中的第q個局部最優解，將步驟(2)中的Q’個可選點分別添加至該局部最優解，計算擴充后局部最優解下AP的覆蓋面積，選取其中值最大的一組作為分配第n個AP第q個局部最優解，同理，得到第n個AP的Q個局部最優解。作為優選，所述步驟(6)中，根據已知的AP連接狀態，假設無線信道chk被分配給鏈路lm,n，APn通過chk接收來自APm的數據，在這種情況下，若其他AP使用信道chk向APn發送收，那么該數據與來自APm的數據將在APn出相互干擾。與此同時，也不可以APn使用信道chk向其他接入點發送數據，因為從APn發出的信號會與來自APm的信號產生干擾。則如果無線信道chk被分配給鏈路lm,n，那么所有與lm,n存在公共接入點的無線鏈路均不能再使用chk，這些對lm,n產生干擾的鏈路的集合定義為lm,n的干擾集IFm,n，通過篩選可以確定任意一條鏈路的干擾集。作為優選，所述步驟(7)中，假設鏈路lm,n的干擾集IFm,n內有NIF條鏈路，總的無線信道數為為Nch，則lm,n可以獲得無線信道數Nm,n＝[Nch/(NIF+1)]，在分配信道的時候，對lm,n的分配首先考慮到已分配到其干擾集鏈路中的無線信道，即將非在其干擾集內的Nm,n條無線信道分配給lm,n。在已知AP連接狀態的情況下，本專利技術以AP覆蓋面積最大為最優準則，通過動態規劃的方法的逐步分配AP，每個AP尋找局部最優解，繼而得到全局最優解，從而完成對AP位置的部署。之后，通過對AP位置的分析，確定某條鏈路的干擾集，基于公平分配的原則，使無線信道在某條鏈路及其干擾集內鏈路進行平均分配，從而使每條鏈路分到的無線信道數近似的相等。本專利技術的有益效果：本專利技術針對無線云計算系統，提出了一種動態規劃的AP部署方式，相對于窮舉法，減少了計算的復雜度，同時也提出了一種基于干擾集的無線信道的分配方式。附圖說明圖1為一種3個接入點部署方案；圖2為步驟1～5確定接入點部署方案流程圖；圖3為步驟6～8無線信道分配流程圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術做進一步說明。如圖1-3所示，一種無線云計算系統的接入點部署與信道分配方法，具體包括以下步驟：1.假設有Nap個AP需要部署，初始化第一個AP的位置，假設有Q個可選點，則此時第一個AP可以在任何的位置，則初始狀態下得到的局部最優解有Q個。2.進行下一個AP的部署，假設此時正對第n個AP進行部署且n≤Nap，對于網格中的Q個可選點進行篩選，首先去除與已部署AP的可選點，接著去除不符合條件的可選點，假設第n個AP部署于某可選點，當AP間的距離大于β的時候，AP之間無法通信，則根據β可以得到此時n個AP的連接狀態，當該狀態不符合部署要求則該可選點去除。例如，圖1中，一個10×10個單位的網格，假設當AP間的距離大于4，因為無線信道帶寬隨著傳輸距離的衰減，AP之間將不在聯通，則此時AP1與AP2之間的距離為3個單位，AP1與AP3之間的距離為個單位，AP2與AP3之間的距離為5個單位，那么AP2與AP3之間不連通，如果希望AP之間全聯通，則AP3不可以部署于該位置。經過上述過程，假設此時有Q’個篩選后的可選點，分別為g1,g2,…,gQ’。3.對于此時每個局部最優解，我們假第q個局部最優解為pathqn-1＝[loc1,loc2,…,locn-1]，它表示AP1到APn-1的一組位置，將步驟2中的Q’個可選點分別本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無線云計算系統的接入點部署與信道分配方法，其特征在于：包括如下步驟:具體包括以下步驟：(1)假設有Nap個AP，初始化第一個AP的位置，所有網格中的節點都可以作為可選點，假設有Q個可選AP，則此時第一個AP可以在任何的位置，則初始狀態下得到的局部最優解有Q個；(2)進行下一個AP的部署，對于此時已經得到的某個局部最優解，將網格中的可選點進行篩選，首先去除與已部署AP的可選點，之后去除無法符合已知AP連接狀態的可選點；(3)將步驟(2)中的可選點分別添加至該對應的局部最優解，計算這些可選點分別作為該AP的部署點時的覆蓋面積，選取其中值最大的一組作為新的局部最優解，則可以得到更新后的Q個局部最優解；(4)重復步驟(2)(3)，完成對Nap個AP的部署，得到Q個局部最優解，這個過程中，即隨著部署AP數目的增加，Q個局部最優解中的每一個解，其自身在不斷的擴充；(5)對于Q個局部最優解，這些最優解在不斷的擴充，最終得到了Nap個AP的部署方案，這里選取Q個局部最優解中AP覆蓋面積最大的一組解作為Nap個AP的部署方案；(6)篩選得到每條鏈路的干擾集；(7)確定某條鏈路的干擾集內包含的鏈路，將無線信道在該鏈路與其干擾集內鏈路平分，即按順序對無線信道進行排查，當如果不屬于其干擾集內鏈路，則可以分配給該鏈路，直到該鏈路達到平分后的值；(8)因為步驟(7)中采用了向下取整的形式，則上述過程結束后，可能有剩余的無線信道，將剩余的無線信道平均分配給各個鏈路。...

【技術特征摘要】
1.一種無線云計算系統的接入點部署與信道分配方法，其特征在于：包括如下步驟:具體包括以下步驟：(1)假設有Nap個AP，初始化第一個AP的位置，所有網格中的節點都可以作為可選點，假設有Q個可選AP，則此時第一個AP可以在任何的位置，則初始狀態下得到的局部最優解有Q個；(2)進行下一個AP的部署，對于此時已經得到的某個局部最優解，將網格中的可選點進行篩選，首先去除與已部署AP的可選點，之后去除無法符合已知AP連接狀態的可選點；(3)將步驟(2)中的可選點分別添加至該對應的局部最優解，計算這些可選點分別作為該AP的部署點時的覆蓋面積，選取其中值最大的一組作為新的局部最優解，則可以得到更新后的Q個局部最優解；(4)重復步驟(2)(3)，完成對Nap個AP的部署，得到Q個局部最優解，這個過程中，即隨著部署AP數目的增加，Q個局部最優解中的每一個解，其自身在不斷的擴充；(5)對于Q個局部最優解，這些最優解在不斷的擴充，最終得到了Nap個AP的部署方案，這里選取Q個局部最優解中AP覆蓋面積最大的一組解作為Nap個AP的部署方案；(6)篩選得到每條鏈路的干擾集；(7)確定某條鏈路的干擾集內包含的鏈路，將無線信道在該鏈路與其干擾集內鏈路平分，即按順序對無線信道進行排查，當如果不屬于其干擾集內鏈路，則可以分配給該鏈路，直到該鏈路達到平分后的值；(8)因為步驟(7)中采用了向下取整的形式，則上述過程結束后，可能有剩余的無線信道，將剩余的無線信道平均分配給各個鏈路。2.根據權利要求1所述的一種無線云計算系統的接入點部署與信道分配方法,其特征在于：所述步驟(2)中，假設此時正對第n個AP進行部署且n≤Nap，對于第q個局部最優解，對網格中的Q個可選點進行篩選，首先去除與已部署AP的可選點，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張源，張佳樂，鄭軍，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32