[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

摘要

本发明公开了一种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；步骤2、产生代表功率分配方案的粒子种群；步骤3、定义功率分配方案的适应度函数；步骤4、计算粒子的初始适应度值；步骤5、粒子个体极值和全局极值的初始化；步骤6、产生新一代的粒子种群；步骤7、重新计算新一代粒子种群中的各粒子的适应度值；步骤8、选择粒子进行变异并判断变异后的粒子是否合法；步骤9、更新粒子个体极值和全局极值；步骤10、选择全局极值，作为移动终端的发射功率分配方案。本发明使用粒子群算法对异构协作通信系统中的移动终端的发射功率进行分配，可以同时优化接收端信噪比和移动终端的功耗性能。

主权项

异构无线网络协作通信系统中的移动终端功率分配方法，其特征在于，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Particlek＝(Xk,Vk)(k＝1,…,N)，Xk是粒子的位置，表示第k种功率分配方案，Vk是粒子的运动速度，Xk和Vk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Xk_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Xgbest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Particlek的适应度函数定义为其中，γk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；步骤4、根据步骤3所述的适应度函数计算步骤2中所述的各个粒子的初始适应度值其中是粒子的初始位置；步骤5、将各个粒子的初始位置存储于各自的个体极值Xk_pbest(k＝1,2,…,N)中，完成个体极值的初始化；将适应度值最大的初始个体极值存储于全局极值Xgbest中，完成全局极值的初始化；步骤6、通过更新粒子的速度Vk和位置Xk，产生新一代粒子种群，第j代粒子种群中的第k个粒子的速度和位置分别由搜索方程和产生，其中为Particlek第j次迭代的个体极值，为粒子种群第j次迭代的全局极值，w为惯性权重因子，c1、c2为学习因子，R1、R2为(0,1)区间内的随机数，T为最大迭代数；步骤7、根据步骤3所述的适应度函数重新计算新一代粒子种群中的各粒子的适应度值步骤8、选取粒子种群中适应度值较低的粒子进行变异，判断变异后的粒子是否合法，若变异粒子为合法粒子，则以变异粒子替换原粒子，并计算其适应度值；若变异粒子为非法粒子，则剔除变异粒子，保留原来的粒子；所述的非法粒子是指具有以下任一特征的粒子：(1)对第i个中继节点分配的功率值使得信噪比低于该中继节点正常通信所需的信噪比门限值；(2)或者其中Pmax为移动终端的额定功率；所述的合法粒子是指不具有上述任一特征的粒子；步骤9、更新粒子个体极值和全局极值，通过式(1≤j≤T)更新粒子个体极值，即若当前粒子的适应度值优于其上一代个体极值的适应度值则个体极值更新为当前粒子的位置否则个体极值不变；通过式更新全局极值，其中，位置为的粒子的适应度值满足即全局极值更新为适应度值最大的个体极值；步骤10、迭代次数增加1(j＝j+1)，重复步骤6～9，直到粒子种群的最大适应度值的增长连续若干次小于给定的阈值lth，或者迭代次数达到最大值T(j＝T)；此时选择全局极值作为移动终端的发射功率分配方案，功率分配算法结束。