[发明专利]基于异构网络的功率控制的组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种组网方法，特别是涉及一种基于异构网络的功率控制的组网方法。

背景技术

近年来，由于通信技术的飞速发展，使越来越多的无线通信系统为用户提供了各种异构网络环境。无线传感网(如Zigbee)，无线个域网(如Bluetooth)，无线局域网(如Wi-Fi),公众移动通信网(如2G，3G)等通信网络日臻成熟。上述网络为用户提供了无处不在，无时不在的信息通信服务。而为了给用户提供更好的接入服务，使网络具有更优的拓扑结构及可扩展性，实现真正意义上的自组织，自适应，并实现具有端到端服务质量(QoS)保证的服务，异构网络从异构到融合成为不可避免的发展趋势。目前为止，异构网络融合技术中如何最高效的利用彼此网络的优势，优化蜂窝网及传感网的接入及数据传输，改善传感网能耗问题，延长网络的生命周期是目前异构网络融合技术研究中的重点方向。

在无线传感网络中，我们能通过减少通信竞争冲突来达到高吞吐量。其中一种方法就是通过自适应的调节每个传感节点的发射功率。因为无线传感网络中中的节点用最大发射功率发射在扩大传感节点覆盖范围的同时也增加了节点间的干扰，影响吞吐量。在先前研究中有一些自适应的功率控制机制来实现最优吞吐量，延长网络生命周期。

例如，本地平均算法(LMA,Local Mean Algorithm)通过周期性地对节点的发射功率在关联网络拓扑的基础上进行调节，实现降低节点能耗。首先设定每一个节点都有一个ID标识符，LMA算法的实现步骤如下：

1.LMA机制定义了节点度，指示下一跳邻居节点的个数，定义了节点度得最大阈值T_max和最小阈值T_min。每个节点在算法开始时有相同的发射功率P_TO，并周期性地对外广播发送一个包含自身ID标识的Beacon消息。

2.网络中的其他节点接收到Beacon消息后，回复一个也包含自身ID标识的Beacon应答消息。

3.最初广播发送Beacon消息的节点在下一次重新广播发送Beacon消息之前，计算出接收到的Beacon应答消息的具体数目，这个数目就是该节点的节点度NodeResp。

4.如果NodeResp＞T_max,则节点广播发送Beacon消息时的发射功率减小，但仍然要满足P＞B_minP_TO,这里的P表示节点的发送功率，并且遵从以下关系式：

P＝max{B_minP_TO,A_dec[1-(NodeResp-T_max)]P_TO}

式中，B_min和A_dec是两个可调参数，通过设置来调整功率调节的精度和范围。

如果NodeResp＜T_min,则节点广播发送Beacon消息时发射功率要增大，发射功率的适宜值满足P≤B_maxP_TO，同时满足以下关系式：

P＝min{B_maxP_TO,A_in[1-(T_min-NodeResp)]P_TO}

式中，B_max和A_in是两个调整功率调节精度和范围的参数。

由上述实例可以看出现有的功率算法存在以下限制：一方面，先前的方法都是依靠没有资源限制的理想化的控制机制，例如存储能力，计算能力及电池续航能力等来设定初始的功率值，这无法适用于实际工作环境中；另一方面，节点本身在拓扑和网络信息上存在局限性，无法获取网络的全局信息，故在组网过程中，消耗了大量的储备能量来计算发射功率的适宜值。

因此，需要对现有的组网方法进行改进。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于异构网络的功率控制的组网方法，以减少传感网组网时的功率消耗。