一种分布式多信道抗干扰稳定动态广播调度方法及系统

本发明属于无线网络广播调度，尤其涉及一种分布式多信道抗干扰稳定动态广播调度方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、基于连续流的无线网络稳定动态广播调度是下一代无线网络的关键技术之一，它面临着同频干扰全局累加性和目标网络外部信道干扰随机性及恶意性等挑战。同时，由于分组在所有源节点处持续随机注入，在队列和延迟稳定性前提下实现吞吐量高效的无中心控制的分布式稳定动态广播调度极具挑战性。

3、现有相关无线网络稳定动态广播调度方法存在以下问题和不足之处：

4、1.现有稳定动态广播调度方法主要是基于传统优化方法或机器学习技术构建的集中式动态广播调度方法，对中心控制节点依赖性强，难以应用于仅依靠节点间局部信息交换的分布式无线网络系统。

5、主要原因包括以下两个方面：（1）集中式动态广播调度所有调度决策都依赖于中心节点，当网络节点数量增加时，中心节点的计算和通信负担会显著增加；（2）中心节点容易成为恶意干扰节点攻击的目标，一旦中心节点受到攻击，将导致整个网络的调度工作无法进行，影响网络的稳定性和可靠性。

6、2.现有稳定动态广播调度方法主要面向可靠的无线通信环境，未考虑现实无线网络中恶意干扰节点产生的随机不可预测无线信号干扰对动态广播调度方法正确性及吞吐量和延迟性能造成的不利影响，难以抵抗现实无线网络恶意干扰节点产生的无线干扰攻击。

7、这主要是因为恶意干扰会增加网络中的噪声水平，导致信道质量下降，这直接影响了无线网络的容量和传输速率。恶意干扰可能导致关键信息的丢失或延迟，这对于需要高可靠性的通信系统来说尤其成问题。

8、3.现有稳定动态广播调度方法大多依赖网络骨干结构构造以及基于网络骨干结构的传输调度技术，比如基于网络生成树或连通支配集的广播调度方法，难以适应大规模时变的无线网络和存在恶意干扰的不可靠无线通信环境。

9、在大规模时变无线网络环境下当网络拓扑发生改变时需要重新构造网络骨干结构，维护成本较高。此外，当网络中存在恶意干扰时，网络骨干节点容易成为恶意干扰攻击的目标，一旦骨干节点被攻击，将导致广播调度无法正确执行。

10、4.现有稳定动态广播调度方法主要是基于单信道通信模式展开调度方法设计，未充分挖掘多信道传输调度协作对稳定动态广播调度可能产生的吞吐量和延迟性能增益。同时，在单信道系统中，如果信道受到干扰，整个通信系统都会受到影响，缺乏抗干扰的冗余和灵活性。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种分布式多信道抗干扰稳定动态广播调度方法及系统，构建吞吐量高且鲁棒性强的分布式稳定动态广播调度方法，将提升无线网络整体效能。

2、为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种分布式多信道抗干扰稳定动态广播调度方法。

4、一种分布式多信道抗干扰稳定动态广播调度方法，包括：

5、获取网络源节点以及分组流，根据网络时间以及全局累加无线干扰构建多信道无线网络模型；

6、采用随机分组注入模型将源节点处分组流注入多信道无线网络模型；

7、利用分布式多信道抗干扰无线静态广播调度方法将所有源节点处所有的分组流在尽可能短的时间内传播至全网所有源节点；

8、其中，将分布式多信道抗干扰无线静态广播调度方法划分为两阶段调度迭代，通过基于两阶段静态广播调度迭代的动态广播调度方法，将所有个源节点处注入分组的动态广播调度过程划分为多个长度相等的迭代周期，在每个迭代周期中注入所有源节点的所有分组的全局广播调度问题看作是多源节点静态全局广播调度问题，通过迭代式多信道抗干扰无线静态广播调度方法，实现注入分组的广播任务。

9、本发明第二方面提供了一种分布式多信道抗干扰稳定动态广播调度系统。

10、一种分布式多信道抗干扰稳定动态广播调度系统，包括：

11、模型构建模块，被配置为，获取网络源节点以及分组流，根据网络时间以及全局累加无线干扰构建多信道无线网络模型；

12、分组注入模块，被配置为，采用随机分组注入模型将源节点处分组流注入多信道无线网络模型；

13、广播调度模块，被配置为，利用分布式多信道抗干扰无线静态广播调度方法将所有源节点处所有的分组流在尽可能短的时间内传播至全网所有源节点；

14、其中，将分布式多信道抗干扰无线静态广播调度方法划分为两阶段调度迭代，通过基于两阶段静态广播调度迭代的动态广播调度方法，将所有个源节点处注入分组的动态广播调度过程划分为多个长度相等的迭代周期，在每个迭代周期中注入所有源节点的所有分组的全局广播调度问题看作是多源节点静态全局广播调度问题，通过迭代式多信道抗干扰无线静态广播调度方法，实现注入分组的广播任务。

15、本发明第三方面提供一种计算机装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第二方面所述的一种方法中的步骤。

16、本发明第四方面提供了计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第二方面所述的一种方法中的步骤。

17、本方面第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，其在计算机上运行时，使得计算机程序被处理器执行时实现如本发明第二方面所述的一种方法中的步骤。

18、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

19、本发明能够实现吞吐量高的稳定广播调度，通过构建方法，使得执行过程中，每个网络节点队列长度的期望值始终存在上界，每个注入分组全局广播延迟的期望值始终存在上界，因此满足队列和延迟稳定性，可以实现仅依靠节点间局部信息交换的分布式无线网络系统。

20、本发明能够保障关键通信，在公共安全和紧急救援等领域，无线通信的可靠性至关重要。相比现有基于可靠通信的动态广播调度方法，本发明所提出的分布式多信道抗干扰无线稳定动态广播调度方法，在模型中构建了恶意干扰，考虑到了现实无线网络中恶意干扰节点产生的随机不可预测无线信号干扰对动态广播调度方法正确性及吞吐量和延迟性能，可以确保即使在干扰环境下也能保持关键通信的连续性和稳定性。

21、本发明能够提升频谱资源利用效率。无线通信系统重的频谱资源是有限的，相比现有的动态广播调度方法，分布式多信道抗干扰无线稳定动态广播调度方法可以更好地利用频谱资源，提高频谱的利用率。

22、本发明能够提升用户体验。用户对通信速度和质量的要求日益提高，相比现有的动态广播调度方法，分布式多信道抗干扰无线稳定动态广播调度方法能够提供更快的数据传输速度和更稳定的通信质量，从而提升用户体验。

23、本发明支持网络覆盖和容量优化：在高密度用户区域或复杂的无线环境中，有效的抗干扰广播调度方法有助于优化网络覆盖和容量，实现网络资源的合理分配和利用，保证所有用户都能获得良好的服务。

24、本发明适应网络发展：随着移动通信技术的飞速发展，用户数量急剧增加，通信系统容量不断扩大。本发明所提出的分布式多信道抗干扰无线稳定动态广播调度方法能够适应这种发展趋势，支持更多的用户和更高的数据传输速率。

25、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。