蜂窝下行通信能效优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107333319A(43)申请公布日2017.11.07(21)申请号201710638300.6H04W52/34(2009.01)(22)申请日2017.07.31H04W52/36(2009.01)H04W52/46(2009.01)(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人桂劲松周凯惠丽欢邓晓衡(74)专利代理机构长沙永星专利商标事务所(普通合伙)43001代理人周咏米中业(51)Int.Cl.H04W40/10(2009.01)H04W40/22(2009.01)H04W52/18(2009.01)H04W52/24(2009.01)H04W52/26(2009.01)权利要求书4页说明书18页附图2页(54)发明名称蜂窝下行通信能效优化方法(57)摘要本发明公开了一种蜂窝下行通信能效优化方法，包括基站辅助决策的步骤和接收点独立决策的步骤；基站辅助决策的步骤包括启动中继预选，验证预选中继和启动与结束D2D链路发射功率调节过程；接收节点独立决策的步骤包括D2D中继预选决策，D2D链路发射功率的折半调节和D2D链路发射功率逐步递减调节。本发明为接收节点特别是处于蜂窝边缘的接收节点提供了选择至多2个中继节点以辅助其接收蜂窝下行数据，提升了蜂窝下行通信的能量效率，能够将通信代价和计算开销在各个接收节点与基站之间进行合理分担，能够加快每个接收节点对自己所选中继节点进行发射功率调节的收敛速率。CN107333319ACN107333319A权利要求书1/4页1.一种蜂窝下行通信能效优化方法，其特征在于包括基站辅助决策的步骤和接收点独立决策的步骤：所述的基站辅助决策的步骤，包括启动中继预选的步骤；验证预选中继的步骤和启动与结束D2D链路发射功率调节过程的步骤；所述的接收节点独立决策的步骤，包括D2D中继预选决策的步骤，D2D链路发射功率的折半调节的步骤和D2D链路发射功率逐步递减调节的步骤。2.根据权利要求1所述的蜂窝下行通信能效优化方法，其特征在于所述的启动中继预选和启动与结束D2D链路发射功率调节过程的步骤，具体为采用如下步骤进行中继预选和发射功率调节：max步骤1.0：将CM,M中的元素赋值为0，同时将PM,M中的每个元素赋值为pj/2，创建空集合D和E，并且将定时器tΔ设置为Δ，向所有节点广播中继预选启动包，进入步骤1.1；所述CM,M中的元素为Cij，定义为中继j到中继i分配到的WiFi信道号；所述PM,M中的元素为Pij，定义为中继j向中继i发送数据时的发射功率；集合D中的元素为αij，定义为若中继i选择中继j作为转发数据的中继，则αij的值为1，否则为0；集合E中的元素为αkji，定义为若中继i选择中继k和中继j帮其依次转发数据，则αkji的值为1，否则为0；步骤1.1：在定时器tΔ未超时的情况下，若基站接收到分配给链路j→i的WiFi信道号cji，则对矩阵CM,M进行更新；若接收到αji，则将其加入到D集合；若接收到αkji，则将其加入到E集合；若定时器tΔ超时，则进入步骤1.2。步骤1.2：验证预选的第二中继，验证预选的第一中继，分别根据如下公式计算P和T，向所有节点广播CM,M,PM,M,P和T，进入步骤1.3；P＝∑i∈U＝{1,2,…N}PiT＝∑i∈U＝{1,2,…N}Ti其中P为整个网络中下行传输路径上各段链路发射端的发射功率之和：Pi是接收节点i的下行传输路径上各段链路发射端的发射功率之和；若接收节点i确定采用一个中继节点j转发数据，则Pi为基站和中继节点j的发射功率之和；若接收节点i确定采用两个中继节点k和j转发数据，则Pi为基站、中继节点k、以及中继节点j的发射功率之和；若接收节点i确定不采用中继节点，则Pi即为基站的发射功率；T为整个网络中下行链路的潜在吞吐能力：Ti是接收节点i的数据接收能力；步骤1.3：将判断中继节点发射功率调节是否达到收敛状态的标记flag赋值为false，将定时器tΔ重新设置为Δ，当tΔ没有超时的情况下，若基站接收到链路j→i发射端发射功率pji，则将flag设置true并且对CM,M进行更新；若接收到蜂窝链路基站→j发射端发射功率p0j，则对CM,M进行更新；若tΔ超时，则进入步骤1.4；步骤1.4：若flag为true，则再次计算P和T，并且向所有节点广播CM,M,PM,M,P和T，重新返回步骤1.3；否则向所有节点广播功率调节终止包，结束算法的运行。3.根据权利要求2所述的蜂窝下行通信能效优化方法，其特征在于所述的验证预选中继的步骤，具体包括验证预选第二中继的步骤和验证预选第一中继的步骤：所述的验证预选第二中继的步骤，具体包括如下步骤：步骤2.