技術領域

本發明涉及一種基于代價函數的時隙分配方法，特別是涉及電力線載波通信中的一種基于代價函數的時隙分配方法。?

背景技術

電力線通信(powerlinecommunication，PLC)網絡技術由于可用現成的電力線網絡，可與現有因特網聯合靈活組網，正成為下一代網絡的重要組成部分。IEEE(Institute?of?Electrical?and?Electronics?Engineers，美國電氣和電子工程師協會)制定了有關PLC通信的標準P1901。考慮到為用戶提供具有QoS(Quality?of?Service，服務質量)保證的高速率數據傳輸服務，時分復用(Time-Division?Multiplexing，TDM)是PLC通信的基本復用技術。因此設計一個合適的時隙分配方法，使得各用戶達到較好的時隙分配公平性的同時，也達到高效的時隙利用，這是一個很重要的課題。?

針對網絡時隙分配的公平性，在基于比例公平原則的基礎上，目前主要通過計算各用戶在網絡中的代價函數，即計算各用戶在網絡中獲得相同網絡性能(如相同的數據傳輸量)時，需多少歸一化的傳輸時間。然后再根據該代價函數，按比例分配各用戶的可用時隙數，使得各用戶最終達到時隙分配的公平性。?

針對網絡時隙分配的高效性，目前主要通過時隙空間復用的方法實現。針對網絡拓撲是否已知，可分為基于著色理論的復用方法和基于干擾的復用方法。前者又可分為基于頂點著色的復用方法、基于邊著色的復用方法、基于頂點和邊聯合著色的復用方法。基于圖論中的著色理論的復用方法主要是對網絡中空間不沖突的各頂點和邊分配同一時隙以達到提高網絡性能的目的。而基于干擾的復用方法主要是控制節點的信號功率，在信號不相互干擾的節點之間進行時隙復用以提高網絡性能。前者主要考慮網絡的拓撲而后者主要考慮網絡的信號?傳輸特性。?

然而，在現有時隙分配方法中，針對公平性的時隙分配方法往往不考慮時隙的復用，而針對高效性的時隙分配方法往往無法達到各用戶的公平性，甚至會因此損害各用戶的公平性。特別是在PLC網絡中，由于網絡往往是樹形拓撲結構，由于各用戶節點距離網絡頭節點的距離差別較大，使得各用戶到達頭節點的代價也差別較大，若要保證各用戶的公平性，則勢必因為照顧其中的一部分用戶的利益而犧牲另一部分用戶的利益。當然，這也是因為效率和公平本來就是一對矛盾。但對于用戶來說，還是希望一個網絡，能在保證一定資源分配公平性的同時，盡量提高能獲得的性能。因此，亟待設計一種時隙分配方法，使得時隙分配在保證公平性的同時，提高時隙分配的高效性。?

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明的主要目的在于提供一種基于代價函數的時隙分配方法，其可以針對PLC網絡的特殊拓撲結構，在保證各CPE時隙分配公平性的同時，提高時隙分配的效率，提高網絡的性能。?

為達上述及其它目的，本發明一種一種基于代價函數的時隙分配方法，應用于一PLC網絡中，包括如下步驟：?

步驟一，頭節點獲取所在小型網絡單元的拓撲信息，包括用戶終端設備、轉發節點的位置和各鏈路的代價函數；?

步驟二，該頭節點根據代價函數對各用戶分配最低公平時隙；以及?

步驟三，根據用戶的拓撲位置，進行各節點的時隙復用。?

進一步地，該代價函數MC＝{cij}，其中cij表示第i個用戶到HE的路徑中第j跳鏈路的代價函數，且以各用戶終端設備為起點各用戶終端設備到該頭節點的端到端代價函數為：?

Ci=1Σj=1Ij1cij.]]>

進一步地，該頭節點從公平性原則出發，各用戶分配的時隙數權重為端到端代價函數的倒數。?

進一步地，若該頭節點有可分配時隙數為M，則各用戶的公平時隙數為：?