[发明专利]能量捕获通信系统中利用缓存反馈的发送功率控制方法

说明书

本发明公开了一种能量捕获通信系统中利用缓存反馈的发送功率控制方法，包括发送端在发送数据时以从发送端到接收端的信道增益和发送端的状态参数确定基础发送功率，同时所述发送端接收来自接收端反馈的接收端数据缓存数据量信息确定调节功率，所述发送端以基础发送功率+调节功率为最终发送功率发送数据。本发明可满足接收端应用层的数据传输要求，减小接收端应用的中断概率。

技术领域

本发明涉及一种通信系统发送功率控制方法，特别是涉及一种能量捕获通信系统中利用缓存反馈的发送功率控制方法，属于通信技术领域。

背景技术

在传统的传感器网络中，无线传感器的能量是由固定的电源提供的，比如电池，因此，当传感器的电源的能量用尽的时候，必须更换电源。如果传感器分布得很广，数目很多，更换电源将耗费大量的人力和物力。特别是当传感器安装在不容易更换的地点，比如说，植入体内，更换电源的代价更是昂贵。而能量捕获技术，给这些问题提供了有效的解决方案。当无线传感器配备上能量捕获技术时，它可以从周边的环境捕获太阳能，动能，风能，热能等能量，将它们转化为电能提供给传感器。这样，传感器就可以永久性地工作了。但是，由于捕获的能量的不确定性，怎样更好得利用捕获的能量，并且根据无线通信信道的随机变化，进行最优的发送功率控制是研究的热点。

现有技术中常用的技术方案如图1，Tx表示发送节点，Rx表示接收节点，在发送节点，捕获到的能量存放在能量缓存中，需要发送的数据存放在发送数据缓存中，h代表从发送端到接收端的信道增益，N代表白噪声。h由接收端测量通过反馈信道传回给发送方，图中用虚线表示反馈信道，信道状态信息即h。常用的发送功率控制方法是根据能量缓存中能量的多少和信道增益h来决定发送能量的大小，以最大化平均的传输吞吐量。或者根据发送数据缓存的数据多少、能量的多少和信道增益h来决定发送功率的大小，以最小化平均延时。但是对于接收端应用层的实时的传输速率和延时要求无法满足。在某些时间段，接收端的应用可能会因为数据不足而出现中断。

发明内容

本发明的目的是提供一种能量捕获通信系统中利用缓存反馈的发送功率控制方法，减小由于捕获的能量的随机性、间断性影响，满足接收端应用层的数据传输要求，减小接收端应用的中断概率。

本发明的技术方案是这样的：一种能量捕获通信系统中利用缓存反馈的发送功率控制方法，包括发送端在发送数据时以从发送端到接收端的信道增益和发送端的状态参数确定基础发送功率，同时所述发送端接收来自接收端反馈的接收端数据缓存数据量信息确定调节功率，所述发送端以基础发送功率+调节功率为最终发送功率发送数据。

进一步的，所述发送端接收来自接收端反馈的接收端数据缓存数据量信息确定调节功率包括以下步骤：首先，划定若干接收端数据缓存数据量的若干连续区间，并设定每个所述接收端数据缓存数据量区间对应的调节功率；然后，所述发送端接收来自接收端反馈的接收端数据缓存数据量信息时找出接收端数据缓存数据量所处的接收端数据缓存数据量区间，并根据所述接收端数据缓存数据量区间得到调节功率。

进一步的，所述发送端接收来自接收端反馈的接收端数据缓存数据量信息确定调节功率包括以下步骤：首先，划定若干接收端数据缓存数据量的若干连续区间，并设定每个所述接收端数据缓存数据量区间对应的标识及调节功率；然后所述接收端找出接收端数据缓存数据量所处的接收端数据缓存数据量区间，并将找出的所述接收端数据缓存数据量区间对应的标识作为接收端数据缓存数据量信息反馈给发送端；最后发送端根据所述标识得到对应的调节功率。

优选的，所述连续区间包括依次连续的第一区间、第二区间和第三区间，所述第一区间对应的调节功率为ΔP₁，所述第二区间对应的调节功率为零，所述第三区间对应的调节功率为ΔP₂，所述ΔP₁和ΔP₂由以下方法计算得到：