[发明专利]异构无线网络协作通信系统中的移动终端功率分配方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及异构无线网络协作通信系统中一种基于粒子群算法的移动终端功率分配方法。

背景技术

目前，无线通信环境中存在多种异构网络，如GSM、CDMA、Wi-Fi、UWB、蓝牙等。然而，这些网络技术各具特点，各个异构网络独立工作，移动终端在同一时间只能接入一种网络，不能充分利用闲置的网络资源。异构无线网络协作通信技术可以实现多个异构网络间的相互融合与协作，使得移动终端可同时利用多个异构网络传输数据，充分利用闲置的网络资源，优化整个通信系统的性能，因此逐渐引起了国内外研究人员的重视。

在异构无线网络协作通信系统中，当移动终端与接收端相距较远时，移动终端可以将数据包分流后利用多个异构协作中继节点并行转发给接收端，从而同时提高传输质量与传输速率。然而，移动终端同时利用多个异构中继节点协作传输数据，在获得较好传输质量和较高传输速率的同时需要消耗更多的功率，如何使移动终端在获得尽可能高的传输性能的同时消耗尽可能低的功率是一个关键问题，为此需要对终端的功率在各中继链路上进行高效合理地分配以达到同时优化终端的传输性能和功耗两方面的性能的目的。

目前已有许多关于无线协作通信系统功率分配技术方面的研究，但是大多数研究主要集中在同构网络、考虑中继节点而不是移动终端的功率分配，并且以单个性能指标为优化目标。公开号为CN102006654A，公开日为2011年4月6日的发明专利“一种多中继协作通信中功率分配的方法和系统”，提供了根据信道增益为用户终端选择中继节点并对中继节点进行功率分配的方法，但该发明没有考虑通信过程中的移动终端的发射功率分配问题，而且针对单种制式的同构网络、且仅以用户终端的传输速率为优化目标。公开号为CN101588627A，公开日为2009年11月25日的发明专利“协作通信中源与中继节点的功率最优联合分配的方法”，考虑的是源节点和中继节点的功率之和一定的前提下，采用注水算法对源和中继节点进行功率分配，但该发明同样针对单一同构网络，并且仅以系统容量最大化为优化目标，没有考虑对移动终端（源节点）功耗性能的优化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种异构无线网络协作通信系统中的移动终端发射功率分配方法，为异构无线网络协作通信系统中的移动终端合理分配发射功率，以移动终端的功耗和接收端的信噪比为优化目标，在尽可能降低移动终端功耗的同时使接收端获得尽可能高的信噪比。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

异构无线网络协作通信系统中的移动终端功率分配方法，包括下述步骤：

步骤1、移动终端检测周边共有L个可提供协作通信服务的中继节点，根据各中继链路的信道状态信息从中选择M个信道条件较好的中继节点接入；

步骤2、产生代表功率分配方案的粒子种群，产生N个粒子，N为种群规模，其中第k个粒子定义为Particle_k=(X_k,V_k)(k=1,…,N)，X_k是粒子的位置，表示第k种功率分配方案，V_k是粒子的运动速度，X_k和V_k均为含有M个，M为中继节点数元素的一维实数数组，此外，定义N个含有M个元素的一维实数数组X_{k_pbest}(k=1,2,…,N)用来存储粒子的个体极值，定义1个含有M个元素的一维实数数组X_gbest用来存储粒子种群的全局极值；

步骤3、定义功率分配方案的适应度函数，以接收端信噪比和移动终端功耗作为优化目标，粒子Particle_k的适应度函数定义为其中，γ_k为接收端信噪比，为移动终端分配给各个中继节点的功率值之和，α和β为调整参数，各中继节点采用放大前传的方式同时转发来自移动终端的数据包；