[发明专利]一种指向性水声网络功率控制方法

摘要

本发明涉及一种指向性水声网络功率控制方法，包括：源节点进行邻居发现，以最大功率全向发送RTS控制包，包含波束宽度α和自身发射功率，源节点辐射范围内的所有节点收到RTS后，计算信道增益h，并全向广播CSI控制包；源节点接收到CSI后，计算各个目的节点相对于自身的方位角和仰角；分别建立信道状态矩阵H和邻居节点方位矩阵L；源节点进行环境感知，判断辐射范围内是否存在海洋生物；再根据目的节点和其他邻居节点的相对角度，以及波束宽度α，判断通信过程中哪些节点会受到干扰；根据环境感知结果首先为每个节点定义效用函数；通过求解使效用函数最大化的功率值，为节点分配功率；修正功率值；对准目的节点，进行数据包发送。

主权项

一种指向性水声网络功率控制方法，包括下列步骤：1)源节点进行邻居发现，以最大功率全向发送RTS控制包，包含波束宽度α和自身发射功率，使接收节点计算信道状态和确定源节点方位；源节点辐射范围内的所有节点收到RTS后，计算信道增益h，并在下一时隙开始时全向广播CSI控制包，其中包含h；2)源节点接收到CSI后，由信号到达角AOA计算各个目的节点相对于自身的方位角和仰角θ；在CSI时隙结束时，分别建立信道状态矩阵H和邻居节点方位矩阵L：矩阵H中元素为信道增益h，矩阵L中元素为其他目的节点的方位角和仰角；3)源节点进行环境感知，判断辐射范围内是否存在海洋生物；再根据目的节点和其他邻居节点的相对角度，以及波束宽度α，判断通信过程中哪些节点会受到干扰；定义指向性相关的二进制数ai，bik；若源节点i辐射范围内存在海洋生物，其对应ai＝1，反之，ai＝0；若源节点i可能干扰到节点k，其对应bik＝1，反之，bik＝0；4)根据环境感知结果首先为每个节点定义效用函数，其中归一化信道容量为收益，对其他节点的干扰为代价，节点硬件、海洋生物、最低接收信噪比为约束条件；通过求解使效用函数最大化的功率值，为节点分配功率；5)判断求得的功率值是否会对海洋生物产生干扰，若会，则重新修正功率值，使功率降到海洋生物行为受影响阈值之下；6)判断修正后的功率值是否满足各个约束条件，若满足，对准目的节点，进行数据包发送；否则节点重新进行环境感知，返回步骤1。