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专利号: 201510000959X
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于独立集的无线体域网能效优化方法,其特征在于:在该方法中,多个体域网共存网络场景中,体域网中各节点以帧为单位进行业务请求及信息传输,各帧传输时间划分为业务请求阶段和信息传输阶段;业务请求阶段体域网协调器收集网络内节点业务需求,各协调器汇总节点业务需求信息后,确定节点独立集并分配发送功率;

该方法具体包括以下步骤:

步骤一:给定各节点功率初始值,网络协调器基于各时隙传输及干扰特性,确定各节点独立集,建立各节点与独立集的候选匹配方案;

步骤二:基于各节点独立集能效优化,确定局部最优功率分配方案;

步骤三:重复上述步骤,直到满足收敛条件,得到节点独立集及功率优化分配方案,从而实现节点QoS保障及网络资源高效利用。

2.根据权利要求1所述的一种基于独立集的无线体域网能效优化方法,其特征在于:不同网络中满足干扰限定条件的多个节点可占用相同时隙进行数据传输;

即假设网络m1及m2中协调器分别为C1及C2,时隙t,m1中节点i1传输至C1,m2中的节点i2传输至C2,若C1及C2处的信干噪比 满足 其中, 分别为协调器C1及C2处的最小信干噪比门限值,则节点i1及i2可占用同一时隙t进行传输。

3.根据权利要求1所述的一种基于独立集的无线体域网能效优化方法,其特征在于:协调器根据各节点吞吐量业务需求确定各节点初始传输功率限定条件;假设体域网链路带宽为B,体域网m中节点i的吞吐量为Ri,m,应用香农公式可得:其中,hi,m,(σi,m)2分别为体域网m中节点i至

协调器链路的信道增益及接收端噪声功率,m=1,2,...M,i=1,2,…,Nm,其中,M为体域网总数,Nm为第m个体域网中节点总数,令该节点最小吞吐量需求为 根据节点业务吞吐量需求,可得 m1为体域网,i1为体域网m1中节点,Nm为体域网m1中节点数目,为体域网m1中节点i1的发送功率, 为体域网m1中节点i1至协调器链路的信道增益。

4.根据权利要求1所述的一种基于独立集的无线体域网能效优化方法,其特征在于:给定各体域网节点传输功率,根据各节点传输及干扰特性,确定无线体域网节点独立集,具体包括:定义节点独立集为:D=[D(1),D(2),…D(L)]T,

其中,L为独立集数目, 为第l个独

立集矢量标识,1≤l≤L,其中, 为第m个体域网中第i个节点独立集分配标识,m=

1,2,...M,i=1,2,…,Nm, 表示第m个体域网中节点i位于第l个独立集,M为体域网总数,Nm为第m个体域网中节点总数。

5.根据权利要求1所述的一种基于独立集的无线体域网能效优化方法,其特征在于:建模各独立集节点能效为该独立集内各节点吞吐量之和与功率消耗之和的比值,即第l个独立集上的能效定义为 其中,R(l)为第l个独立集各节点吞吐量之和,其中, 为第l个独立集中第m个体域网第i个节点传输数据至协调器的吞吐量;P(l)为第l个独立集内各节点消耗功率之和, 其中,为第m个体域网中第i个节点独立集分配标识,m=1,2,...M,i=1,2,…,Nm, 表示第m个体域网中节点i位于第l个独立集; 为第l个独立集中第m个体域网第i个节点在传输数据至协调器的传输功率,定义体域网中节点功率分配矩阵为:P=[P(1),P(2),…,P(L)]T,其中, 为独

立集l中第m个体域网中节点i在的功率分配矢量,1≤m≤M,M为体域网总数,Nm为第m个体域网中节点总数。

6.根据权利要求1所述的一种基于独立集的无线体域网能效优化方法,其特征在于:给(l) (l)定节点独立集匹配策略D ,计算各独立集能效η(P ),在满足节点最小速率需求条件下基于各独立集能效最大化准则求解局部最优节点功率分配矩阵P*=arg maxη(P(l))。

7.根据权利要求1所述的一种基于独立集的无线体域网能效优化方法,其特征在于:迭代执行节点独立集匹配及功率分配,若第l个独立集第t次功率分配矢量为:对应独立集分配策略为:

执行第t+1次迭代,判断是否

满足收敛条件:

其中,ε为收敛门限,若满足 ,则

即为体域网m中节点i的最优独立集及功率分配方案,算法结束,否则,重复上述过程,直到满足收敛条件为止。