[发明专利]一种提高室内无线通信系统接收功率覆盖均匀性的方法

权利要求书

1.一种提高室内无线通信系统接收功率覆盖均匀性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)预先定义室内空间的长宽r₁，高度h_r，移动终端的高度h，通信接入点AP的个数Num_AP，初始通信接入点布局位置序列Pos_AP，初始发射功率因子序列K_AP，K_AP取值范围为[0,1]，通信接入点发射功率P_t，系统的信道矩阵Η，布局参数Sym_is，外层循环迭代过程中所需的逃脱概率P，P≤1，衰减参数α，α＜1，起始参数T₀，终止参数T_f，T_f＜T₀，状态参数T_now，内层循环迭代过程中所需的迭代次数Num_max，群体规模Num_p，群体更新参数c，惯性参数w，0＜w＜1，最大速度参数v_m；

(2)计算高度为h的水平面总接收功率矩阵Pr，对于坐标为(x,y)处的接收功率计算公式如下：

(3)计算总接收功率矩阵Pr的归一化方差，记录更优归一化方差Var_better＝Var_now、更优功率因子序列K_better＝K_AP、更优通信接入点布局位置序列Pos_better＝Pos_AP，设置状态参数为T_now＝T₀；

(4)执行外层迭代循环，终止条件为T_now＜T_f；

(5)更新状态参数：T_now＝α·T_now；

(6)根据布局参数Sym_is更新通信接入点布局位置矩阵Pos_AP；

(7)执行内层循环，该循环迭代过程中将逐步搜索出与当前通信接入点布局位置序列Pos_AP相匹配的最佳功率因子序列K_betterin；

(8)比较内层循环获得的最佳归一化方差Var_betterin与更优归一化方差Var_better的大小，若Var_betterin＜Var_better，则更新更优归一化方差，记录更优功率因子序列、更优通信接入点布局位置序列；否则，依据Metropolis准则计算逃脱概率P，并根据逃脱概率P决定是否随机生成全新的通信接入点布局位置序列Pos_AP；

(9)判断外层迭代循环是否结束，若T_now≥T_f，则跳至步骤S4继续完成外层迭代循环；若T_now＜T_f，则完成外层迭代循环，执行步骤(10)；

(10)通过完成上述循环迭代计算，室内无线通信系统已获得最佳通信接入点布局序列和其匹配的最佳发射功率因子序列，输出当前室内无线通信系统的最佳通信接入点布局序列Pos_better和其匹配的最佳发射功率因子序列K_better；

所述步骤(6)包括以下步骤：

(61)若Sym_is＝1，则按照中心对称布局结构更新通信接入点布局位置序列Pos_AP，对第一个通信接入点的位置产生随机扰动，修订后获得新的第一个通信接入点的位置Pos_AP(1)；生成角度序列Rot(i)＝2π·(i-1)/(Num_AP-1),i＝1,2,…,Num_AP；生成新的通信接入点位置矩阵Pos_AP＝Pos_AP(1)·Rot，Pos_AP(Num_AP)＝0+j0；

(62)若Sym_is＝2，则按照圆形对称布局结构更新通信接入点布局位置序列Pos_AP，对第一个通信接入点的位置产生随机扰动，修订后获得新的第一个通信接入点的位置Pos_AP(1)；生成角度序列Rot(i)＝2π·(i-1)/Num_AP,i＝1,2,…,Num_AP；生成新的通信接入点位置矩阵Pos_AP＝Pos_AP(1)·Rot；

(63)否则，按照随机布局结构更新通信接入点布局位置序列Pos_AP，对原通信接入点对称布局位置序列产生随机扰动，修订后获得新的通信接入点布局位置矩阵Pos_AP；

所述步骤(7)包括以下步骤：

(71)随机生成大小为Num_p×Num_AP的速度矩阵V，矩阵元素的取值范围为[0,v_m]；随机生成大小为Num_p×Num_AP的发射功率因子矩阵K，矩阵元素的取值范围为[0,1]；记录内层更优归一化方差Var_betterin＝Var_better，记录内层更优功率因子序列K_betterin＝K_better；

(72)执行内层循环，直到迭代次数Num_max；

(73)生成属于[0,1]的随机数n，更新速度矩阵V：V＝w·V+c·n·(K2-K)，其中K2矩阵大小为Num_p×Num_AP，且矩阵的每一行均等于K_betterin；n为属于[0,1]的随机数；若速度矩阵中某些元素的绝对值超过最大速度参数v_m，则对速度矩阵进行修正：V(V＜-v_m)＝-v_m，V(Vv_m)＝v_m；

(74)K＝K+V，更新发射功率因子矩阵；若发射功率因子矩阵中某些元素超过范围[0,1]，则对发射功率因子矩阵进行修正：K(K＜0)＝0，K(K1)＝1，并将发射功率因子矩阵每一行发射功率因子序列归一化；

(75)根据坐标矩阵Pos计算大小为Num_p×X₀×Y₀的总接收功率三维矩阵Pr1，对于坐标为(x,y)处的接收功率计算公式如下：其中，H_i(0,x,y)指坐标为(x,y)处的信道直流增益，同时，H_i(0,x,y)的大小受到坐标为(x,y)处与通信接入点布局位置序列Pos_AP之间的距离大小控制；

(76)计算总接收功率三维矩阵Pr1的归一化方差序列j＝1,2,…,Num_p；获取归一化方差序列的最小归一化方差：其中m为Var_now对应的行数序号；

(77)比较Var_now与内层更优归一化方差Var_betterin的大小，若Var_now＜Var_betterin，说明获得了匹配当前通信接入点布局位置序列Pos_AP的更优发射功率因子序列，记录内层更优归一化方差Var_betterin＝Var_now，记录内层更优功率因子序列K_betterin＝K(m,:)；否则，不作处理；

(78)判断内层循环是否结束：若循环次数未超过迭代次数Num_max，则跳至步骤(72)继续完成内层循环；否则，内层循环已结束，即获得与当前通信接入点布局位置矩阵Pos_AP相匹配的最佳功率因子序列K_betterin和匹配的最佳归一化方差Var_betterin。