[发明专利]一种混合能量供能的无线协同网络资源随机分配方法

说明书

本发明提供了一种混合能量供能的无线协同网络资源随机分配方法，包括步骤：S1：获取无线协同网络的系统状态信息，分析得到无线协同网络中的长期平均优化问题，并对所述长期平均优化问题建立优化模型；S2：通过预设优化理论，将所述长期平均优化问题转化为多个单时隙的子问题；S3：对所述子问题进行分析求解，获取最优资源分配方案；S4：根据所述最优资源分配方案，对所述无线协同网络的系统状态进行更新。本发明通过收集环境的绿色能量，并通过混合能量对无线协同网络系统进行供能，既达到节能的目的，又能够保证系统数据传输的稳定性，保障系统数据的最坏传输延迟，并根据实时系统状态，对系统资源进行最优分配。

技术领域

本发明涉及计算机网络通讯技术领域，尤其涉及一种混合能量供能的无 线协同网络资源随机分配方法。

背景技术

无线协同网络(Wireless Cooperative Network)通过引入中继节点用 于协助源节点和目的节点之间的通信，由于可以增大传输范围、提高系统容量、 可靠性以及能量效率，近年来受到了工业界和学术界的密切关注。

然而，随着数据流量需求的急剧增加，能量问题变得更加棘手，能量收 集(Energyharvesting，EH)技术为解决能量问题提供了新的思路，通过EH， 无线设备可以从环境中获取绿色能源，如太阳能、风能等，从而延长网络的寿 命。但是环境中的绿色能源强依赖于天气和地理位置，是不可控的，所以无 法确保为系统提供稳定的服务质量。

为了克服可再生资源的不稳定性，同时享受可再生资源的环境友好性， 考虑由混合能量源无线协同网络，也就是可再生能量与传统能量共存。无线设 备既可以通过EH进行能量收集，同时可以从电网中购买能量。

尽管混合能量源供能的无线网络更加地能量有效，但也面临着一些挑战。 首先，EH过程的随机性和电网能量价格的动态性使得能量管理成为挑战。因 此，应尽量在能量价格低的时候买进，以维持后续的操作；其次，在很多场景 下，特别是事件驱动型的网络，网络延迟是一个很重要的性能。中继节点需要 在一定的时间期限内把数据传输至目的节点。由于事件发生率和信道状态的随 机性，结合能量的约束，延迟敏感型的数据传输调度成为的另一个挑战。

公开号为CN101790204A的中国专利公开了一种多用户协作通信中兼顾信 道条件和业务状态的中继选择方法，先对网络各用户引入能体现业务突发性和 自相似特点的业务到达模型，再综合考虑各用户业务的不同QoS要求，根据当 前的实时信道条件和业务状态，当信道条件满足最小传输速率要求所对应的信 噪比阈值时，选用直接传输方式。该发明根据信道条件以及业务状态，保证传 输效能，但对于通过混合能量功能的无线设备，其不能解决不同能量对无线设 备的约束问题以及在不同的能量供能的情况下，确保最低延迟以获取最优长期 平均网络效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种混合能量供能的无线协同网 络资源随机分配方法，用以解决无线协同网络在混合能量供能的情况下，无法 有效控制系统数据传输的延迟时间以及最大化网络效用的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种混合能量供能的无线协同网络资源随机分配方法，包括步骤：

S1：获取无线协同网络的系统状态信息，分析得到无线协同网络中的长期 平均优化问题，并对所述长期平均优化问题建立优化模型；

S2：通过预设优化理论，将所述长期平均优化问题转化为多个单时隙的子 问题；

S3：对所述子问题进行分析求解，获取最优资源分配方案；

S4：根据所述最优资源分配方案，对所述无线协同网络的系统状态进行更 新。

进一步的，所述子问题包括能量管理、采样率管理、丢包控制以及信道和 功率分配问题。

进一步的，所述步骤S1具体包括步骤：