[发明专利]一种多跳蜂窝网络的低能耗传输方法与装置

摘要

本发明公开了一种多跳蜂窝网络的低能耗传输方法与装置包括：根据多跳蜂窝网络结构生成有向图，确定基站、终端与中继之间的有向传输路径；确定有向传输路径的速率限制、容量限制、发射功率限制、不循环限制、流量守恒限制，以及优化目标；根据有向传输路径的速率限制、容量限制、发射功率限制、不循环限制、流量守恒限制，以及优化目标，获得最优路径选取解集、数据流传输速率、以及各节点发射功率；根据最优路径选取解集、数据流传输速率、以及各节点发射功率，在多跳蜂窝网络中以最小能耗进行传输。本发明能够对异构网络进行跨层面的优化，提高了网络能效。

主权项

1.一种多跳蜂窝网络的低能耗传输方法，其特征在于，包括：根据多跳蜂窝网络结构生成有向图，确定基站、终端与中继之间的有向传输路径；确定所述有向传输路径的速率限制、容量限制、发射功率限制、不循环限制、流量守恒限制，以及优化目标；根据所述有向传输路径的速率限制、容量限制、发射功率限制、不循环限制、流量守恒限制，以及优化目标，获得最优路径选取解集、数据流传输速率、以及各节点发射功率；根据所述最优路径选取解集、数据流传输速率、以及各节点发射功率，在多跳蜂窝网络中以最小能耗进行传输；所述根据多跳蜂窝网络结构生成有向图，确定基站、终端与中继之间的有向传输路径包括：获取所述多跳蜂窝网络结构基站、终端与中继各自的数量；获取所述多跳蜂窝网络结构基站、终端与中继的两两连接关系；根据所述多跳蜂窝网络结构基站、终端与中继各自的数量与两两连接关系，确定基站与终端之间的有向传输路径；确定所述优化目标包括：根据每个节点的硬件功耗、传输功耗与休眠功耗，确定网络总功耗；根据每条有向传输路径上的传输速率，确定网络总容量；以网络总功耗尽可能小、网络总容量尽可能大为目标，确定联合优化目标函数；根据所述有向传输路径的速率限制、容量限制、发射功率限制、不循环限制、流量守恒限制，以及优化目标，获得最优路径选取解集、数据流传输速率、以及各节点发射功率包括：根据所述有向传输路径的速率限制、容量限制、发射功率限制、不循环限制、流量守恒限制，按照蚁群算法路径选取规则，在信息素浓度的影响下，获得满足数据流传输要求的路径解集合；使用牛顿迭代法求解所述每个路径解集合下的最优速率与节点功率解集，并求解联合优化目标函数值；对每次蚁群算法循环中得到的路径解集合，使用所述联合优化目标函数值更新路径中的信息素浓度；执行蚁群算法直到算法收敛，比较每次循环的最优目标函数值并获得所述最优路径选取解集，并根据所述最优路径选取解集获得对应的数据流传输速率与各节点发射功率。