[发明专利]一种提高无线网络传输能力的功率优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及无线传输和最优化理论。

背景技术

无线网络系统可由成百上千的终端构成，而终端都是以电池供电的，所以能量是有限的，怎么样分配发送功率，使得整个网络在保证通信质量的情况下生存时间最长是合作通信网络系统中急需解决的问题。

在现有的通信系统中，信息源发送信息需要消耗功率，中继器帮助信息源传输信息也需要消耗功率。因此，分集增益的获得其实是以信息源和中继器发射功率之和为代价。目前，许多文献的讨论都是假定在总功率一定的条件下，信息源和中继器均匀分配功率。显然，没有考虑具体信道状态信息的功率分配不能使系统达到最佳性能。一些通信系统从信道容量出发，分别针对AF协议和DF协议中继信道，优化分配信息源和中继器的发射功率。另一些通信系统从中断概率的角度，对信息源和中继器的发射功率进行优化分配。所不同的是，前者采取最大比合并，而后者所采取的是选择合并。由于信道容量和中断概率都是从信息论的观点分析问题，虽然具有一定的指导意义，但如果用来衡量实际通信系统的性能则显得无能为力。为此本发明设计了一种高效的功率优化分配机制，目前使用功率优化的通信系统如图1和2所示。

因此，有必要设计一种高效的功率优化方法提高网络的传输能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决无线网络传输中的功率利用率低问题。

本发明为解决上述技术问题提供一种提高无线网络传输能力的功率优化方法，其特征在于：

A、建立无线网络传输功率的优化模型，并对无线网络的链路状态参数进行初始化； 

B、获得功率优化模型在工程上的最优解；

C、获得经过测量和验证的网络最优传输功率。

所述步骤A中，建立功率优化条件                                                ，其中为子载波集合。

所述步骤A中，对无线网络的链路状态参数进行初始化。对于进行初始化，对于，，并且有，，，，获得使SIR满足条件的时隙，，其中为表示节点是否进行传输的二进制变量，表示节点是否与节点一样使用载波的二进制变量，为在第个子载波上用于第个节点传输的信道增益，为在第个子载波上用于第个节点传输的信道增益，为分配给第个节点的所有子载波的集合，为第个节点的传输速率，为在第个子载波上分配给第个节点的功率，为在第个子载波上第个节点信道增益与噪声功率比，为网络中的节点数目，位子载波的数目，为噪声功率，为总的可用带宽，所有的子载波被分配给至少一个网络节点，并且分配给每个节点的功率为最优分配，如图3所示。

所述步骤B中，获得功率优化模型在工程上的最优解。当时，首先获得使得，然后找到，使得， ，，获得使得SIR满足条件的时隙，，，，其中，，为在HHN小区内，每一个子载波所需的传输时间，通过步骤B可获得工程上的最优解。

所述步骤C中，在传输功率测量和验证阶段，网络中的每个节点观测竞争时间，在决策过程，每个节点将获得的竞争时间与门限值和进行比较，相应的子步骤为：a.当节点发现获得的竞争时间大于门限值时，节点通过增加传输功率以减少在窄带通信信道中的多个业务流的竞争，并提高了无线网络系统信道利用率和网络吞吐量；b.当节点发现获得的竞争时间在门限值和之间时，保持信道的传输功率；c.当节点发现获得的竞争时间小于门限值时，其通过减小信道传输功率，此时获得的同步传输功率用于获得下一个状态的业务流的竞争时间，为传输功率。

本发明的有益效果为：提供一种提高无线网络传输能力的功率优化方法，通过建立无线网络传输功率的优化模型、对无线网络的链路状态参数进行初始化、获得功率优化模型在工程上的最优解，以及获得网络的最优传输功率等步骤，实现了无线网络中能量资源的高效利用。

附图说明

图1为使用功率优化的通信系统；

图2为使用功率优化的通信系统示意图；

图3为无线网络的链路状态参数进行初始化流程示意图。