一种感知多跳中继网络分段和优化方法、及移动终端的制作方法

文档序号:7718248阅读:219来源:国知局
专利名称:一种感知多跳中继网络分段和优化方法、及移动终端的制作方法
技术领域
本发明涉及通信领域,具体的讲是一种感知多跳中继网络分段和优化方法、及移 动终端。
背景技术
在近年提出的认知无线电(Cognitive Radio, CR)思想中,无线系统分为主系统 (Primary System)禾口次系统(Secondary System)。主系统的用户(Primary User, PU 节 点)拥有合法的频谱授权,次系统的用户(kcondary User,SU节点)检测空闲的主系统频 段,称为频谱空洞,并利用频谱空洞进行通信,次系统可以在不增加新的频谱的需求前提下 实现通信,大大降低了系统的成本。多跳技术通过灵活选取路由,减小单次传输所需功率,在提高系统覆盖面积的同 时,为认知系统提供了更加灵活有效的手段来利用主系统的频谱空洞。本发明的发明人发现在现有技术的感知多跳中继网络中,整个小区中的所有移动 站构成一条传输链路,其中如果一个中继节点的状态为不可用时,则整个传输链路都无法 正常工作。另外,本发明的发明人还发现在基于中继的正交频分多址系统(OFDMA)中,将中 继选择和节点的功率控制分开的方法无法在感知多跳中继网络中获得最优的传输效果。

发明内容
本发明的目的在于提供一种感知多跳中继网络分段和优化方法、及移动终端,以 达到空间复用和优化传输的目的。为了解决上述现有技术中的问题,本发明实施例提供了一种在感知多跳中继网络 分段的方法,包括接收当前次系统的用户SU节点上游和/或下游相邻SU节点的状态信息;根据所述当前SU节点接收到的上游和/或下游相邻SU节点的状态信息,判断当 前SU节点是端节点还是中间节点,如果是端节点则将该端节点的属性信息发送给段内的 上游或者下游相邻SU节点,如果是中间节点则向上游和下游相邻SU节点转发所述端节点 的属性信息。为了解决上述现有技术中的问题,本发明实施例还提供了一种感知多跳中继网络 的分段装置,包括接收单元,用于接收上游和/或下游相邻SU节点发送的状态信息;分析单 元,用于根据当前SU节点接收到的上游和/或下游相邻SU节点的状态信息,判断所述当前 SU节点是端节点还是中间节点,如果是端节点则将该端节点的属性信息发送给段内的上游 或者下游相邻SU节点,如果是中间节点则向上游和下游相邻SU节点转发所述端节点的属 性f曰息。为了解决上述现有技术中的问题,本发明实施例还提供了一种感知多跳中继网络 的优化方法,包括
获取当前段总功率;根据所述当前段总功率和当前SU节点实时的信道信息计算所述当前SU节点到所 有下游SU节点的功率;将实时的当前SU节点传送单位数据到当前段尾端节点的期望代价最小的下游SU 节点作为下一跳SU节点,并计算当前SU节点到该下一跳SU节点的功率,其中所述期望代 价为从当前节点传送单位数据到当前段尾端节点的(平均时间+拉格朗日常数*平均功 率)。为了解决上述现有技术中的问题,本发明实施例还提供了一种移动终端,包括获 取单元,用于获取当前段的总功率;计算单元,用于根据当前SU节点实时的信道信息计算 所述当前SU节点到所有下游SU节点的功率;匹配单元,用于计算实时的期望代价最小的下 游SU节点作为下一跳SU节点。本发明实施例的有益效果在于,通过判断传送的当前SU节点的状态信息进行分 段处理,实现了将小区分为多个连续段的目的,在每段中可以分别进行数据传输,达到了空 间复用的效果;通过将跳数选择和功率分配相结合,提高了传输效率。


此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不 构成对本发明的限定。在附图中图1所示为本发明实施例在感知多跳中继网络分段方法的流程图;图2所示为本发明实施例在感知多跳中继网络分段的示意图;图3所示为本发明实施例感知多跳中继网络分段具体方法的流程图;图4所示为本发明实施例感知多跳中继网络分段具体方法的另一流程图;图5所示为本发明实施例感知多跳中继网络分段装置结构示意图;图6所示为本发明实施例感知多跳中继网络分段装置另一结构示意图;图7所示为本发明实施例感知多跳中继网络的优化方法流程图;图8所示为本发明实施例主问题的求解流程图;图9所示为本发明实施例的优化方法子问题离线求解流程图;图10所示为本发明实施例计算当前段中被选择SU节点的P(k)和J(k)的流程 图;图11所示为本发明实施例利用当前SU节点实时信道信息在线计算功率的流程 图;图12所示为本发明实施例节点终端的结构示意图;图13所示为本发明实施例获取单元的结构示意图;图14所示为本发明实施例平均传输速率计算模块的结构示意图;图15和16所示为对基于本发明实施例和其他基线(Baseline)技术进行性能对 比的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,但并 不作为对本发明的限定。本发明实施例提供一种感知多跳中继网络分段和优化方法、及移动终端。以下结 合附图对本发明进行详细说明。图1所示为本发明实施例在建立感知多跳中继网络分段方法的概略流程图。在感知多跳中继网络中的一个小区中具有一条传输链路。包括步骤101,接收当前SU节点上游和/或下游相邻SU节点的状态信息。步骤102,根据所述当前SU节点接收到的上游和/或下游相邻SU节点的状态信 息,判断当前SU节点是端节点还是中间节点,如果是端节点则将该端节点的属性信息发送 给段内的上游或下游相邻SU节点,如果是中间节点则向上游和下游相邻SU节点转发所述 端节点的属性信息。在所述步骤101之前,还包括检测相邻PU节点的状态以确定SU节点的状态,向该 SU节点上游和/或下游的相邻SU节点发送该SU节点的状态信息。其中,检测相邻PU节点的状态以确定SU节点的状态是指,如果所述相邻PU节点 不对该SU节点的信道产生干扰,则SU节点的状态为可用状态,例如SU节点状态(Sk) = 1, 如果所述相邻PU节点对该SU节点的信道产生干扰,则SU节点的状态为不可用状态,例如 Sk = 0。 所述发送SU节点的状态例如发送当前SU节点可用的状态,例如GOOD (k)信息,可 以通过自定义协议报文携带该信息,也可以采用现有协议报文携带所述SU节点状态。其 中,k表示当前SU节点的节点索引号。作为可选的实施例,SU节点在发送该SU节点的状态时,还可以发送当前SU节点 不可用的信息。作为本发明的一个实施例,判断当前SU节点是端节点还是中间节点具体包括,如 果当前SU节点接收到上游和下游相邻SU节点可用的状态信息,则当前SU节点为中间节 点;如果当前SU节点只接收到下游相邻SU节点可用的状态信息,则当前SU节点为头端节 点,如果当前SU节点只接收到上游相邻SU节点可用的状态信息,则当前SU节点为尾端节 点。其中所述上游SU节点指的是,例如当前SU节点为Sk,上游相邻SU节点为Slri ;所述下 游SU节点指的是,例如当前SU节点为Sk,下游相邻SU节点为^^。作为本发明的一个实施例,如果是端节点则将该端节点的属性信息发送给段内的 相邻SU节点包括如果是头端节点则向下游相邻SU节点发送当前SU节点是头端节点的属 性信息,如果是尾端节点则向上游相邻SU节点发送当前SU节点是尾端节点的属性信息。通过上述步骤就可以根据每个SU节点是否可用的信息,将原有感知多跳中继网 络中的一条链路分为多个段,每个段之间是相互独立的,可以分别从头端接点到尾端节点 传输数据,即在同一时隙上可以通过空间复用的方式在各自的连续段内独立并行地传输数 据,以提高传输效率;并且通过将原有链路分割为多段,进行跳数选择或功率分配时头端节 点和尾端节点可以不再像现有技术中的中心节点一样,需要获得小区内所有SU节点的状 态信息,而只需要获得本段内SU节点的状态信息,从而减小了大量的信令开销。图2所示为本发明实施例在感知多跳中继网络分段的示意图。在动态频谱接入(Dynamic Spectrum Access, DSA)或CR系统中,对于SU节点的用户,因为和基站距离较远,通信时需要较大功率发送才能保证通信的可靠性,但是,如果 SU节点使用过大功率进行通信,容易对周围存在的PU节点造成严重干扰。因此为了确保 PU节点的通信,往往小区边缘的SU节点只有在其和基站之间所有PU节点都处于非激活状 态才能接入系统,接入概率大大下降。对于小区边缘的SU节点,通过多跳传输,能有效降低 通信链路上每一跳的发射功率,使其通信对PU节点的干扰尽量降低,从而提高SU节点的接 入概率。图2中RO至R6为一条感知多跳中继网络链路中的不同SU节点,当每个SU节点 的状态信息变化时,都会致使整条链路分为不同的段。图中R0、R1、R2、R3、R5和R6节点状 态为可用状态,R4节点状态为不可用状态;因此图中分为2段R0至R3为一段,R5和R6为 第二段,RO至R3段中可以实时的传输数据(所有的数据都缓存在尾端节点旧),R5和R6 的段中也可以实时的传输数据(所有数据都缓存在尾端节点R6),当R4的状态转变为可用 时,RO至R6才能重新构成一整条链路输出数据。图3为建立感知多条中继网路分段的详细流程图。步骤301,所有SU节点检测PU节点活跃状态,以确定该SU节点的状态信息,其中 SU的状态为& = 1 无PU节点的干扰,该SU节点的信道为可用状态,& = 0 有PU干扰, SU节点的信道状态为不可用。步骤302,判断当前SU节点的状态是否为可用状态,如果1,即当前SU节点 为可用状态进入步骤304,如果& = 0则进入步骤303。步骤303,确定当前SU节点为孤立节点,无动作。步骤304,向当前SU节点的上游和/或下游的相邻SU节点发送Good(k)信息,即 可用状态信息。步骤305,任意的一个SU节点接收到上游和/或下游相邻SU节点发送过来的状态 信息后,进行如下判断若当前SU节点的状态为& = 1且收到步骤3051,上游相邻SU节点的Good (k-Ι)和下游相邻SU节点的Good (k+1)当前 SU节点为本段的中间节点,此SU节点只转发从上游和下游SU节点发送过来的端节点属性 信息,即头端和尾端节点的属性信息。步骤3052,仅收到下游相邻SU节点的Good(k+l):则当前SU节点为本段的头端节 点,向下游相邻SU节点Rk+1发送HEAD(k)信息,表示当前SU节点&为本段的头端节点。当 当前SU节点接收到尾端节点的属性信息时,将根据该属性信息记录本段中的尾端节点为 该SU节点。步骤3053,仅收到上游相邻SU节点的Good(k-l)则向当前SU节点为本段的尾端 节点,向上游相邻SU节点Rlri发送信息END(k),表示当前SU节点Wc为本段的尾节点。当 当前SU节点接收到头端节点的属性信息时,将根据该属性信息记录本段中的头端节点为 该SU节点。步骤30 ,未收到Good (k-Ι)或Good (k+1)此节点为孤立节点,无动作。通过步骤3051至步骤3053,本段内所有可用的SU节点都会收到且仅收到一个 HEAD和一个END的信息。通过一个头端节点和一个尾端节点及其中间节点构成了感知多跳 中继网络中的一段,使用上述方法可以将感知多跳中继网络分为多个段,从而实现段和段 之间相对独立,可以同时传输数据,以提高传输效率。
图4为维护感知多条中继网路分段的详细流程图。步骤401,所有SU节点定期检测PU节点活跃状态,以确定该SU节点的状态信息, 其中SU的状态为& = 1 无PU节点的干扰,该SU节点的信道为可用状态,& = 0 有PU干 扰,SU节点的信道状态为不可用。步骤402,若当前SU节点的状态从不可用变为可用,即> 1,则进入步骤 403,若当前SU节点的状态从可用变为不可用,即Sk 1- > 0,则进入步骤404。步骤403,向上游和/或下游相邻SU节点发送Act (k)信息,即当前SU节点变成可 用的状态信息。跳到步骤405。步骤404,向上游和/或下游相邻SU节点发送Inact (k)信息,即当前SU节点变成 不可用的状态信息。步骤405,任意的一个SU节点接收到上游和/或下游相邻SU节点发送过来的 Act(i)信息,为了清楚地说明,本步骤中&为当前SU节点,接收当前上游和/或下游相邻 SU节点发送过来的Act (i)信息,进行如下判断i < k并且& = 1并且k < N,即当前SU节点为中间节点,向下游相邻SU节点Rk+1 转发Act (i)和端节点的属性信息;i < k并且& = 1并且k = N,即当前SU节点为尾端节点,向上游相邻SU节点Rlri 发送该当前SU节点为尾端节点的属性信息End(k);i < k并且& = 0,即当前SU节点的状态从可用状态变成不可用状态,则向上游 相邻SU节点Rlri发送指示该Rlri节点变为尾端节点的信息End(k-l);i > k并且& = 1并且k > 1,即当前SU节点为中间节点,向上游相邻SU节点Rh 转发Act (i)和端节点的属性信息;i > k并且& = 1并且k = 1,即当前SU节点为头端节点,向下游相邻SU节点Rk+1 发送该当前SU节点为头端节点的属性信息Head(k);i > k并且& = 0,即当前SU节点从可用状态变为不可用状态,则向下游SU节点 Rk+1发送指示该Rk+1节点为头端节点的信息Head(k+1)。步骤406,任意的一个SU节点接收到上游和/或下游相邻SU节点发送过来的 Inact信息,为了清楚地说明,本步骤中&为当前SU节点,接收当前上游和/或下游相邻SU 节点发送过来的hact(i)信息,进行如下判断i < k并且& = 1并且k < N,即当前SU节点的上游相邻SU节点从可用状态变 为不可用状态,当前SU节点变为头端节点,则向当前SU节点的下游相邻SU节点Rk+1发送 当前SU节点为头端节点的属性信息Head(k);i >k并且l&k> 1,即当前SU节点的下游相邻SU节点从可用状态变为不可 用状态,当前SU节点变为尾端节点,则向当前SU节点的上游相邻SU节点Rlri发送当前SU 节点为尾端节点的属性信息End(k);其他情况无动作。在所有SU节点在接收到上游相邻SU节点或者下游相邻SU节点转发的端节点的 属性信息后,都记录本段中头端节点和尾端节点。图5所示为本发明实施例感知多跳中继网络分段装置结构示意图。包括接收单元501,分析单元502。
所述接收单元501,用于接收上游和/或下游相邻SU节点发送的所述状态信息。所述分析单元502,用于根据当前SU节点接收到的上游和/或下游相邻SU节点的 状态信息,判断当前SU节点是端节点还是中间节点,如果是端节点则将该端节点的属性信 息发送给段内的上游或者下游相邻SU节点,如果是中间节点则向上游和下游相邻SU节点 转发所述端节点的属性信息。通过上述实施例,可以根据每个SU节点是否可用的信息,将原有感知多跳中继网 络中的一条链路分为多个段,每个段之间是相互独立的,可以分别从头端节点到尾端节点 传输数据,即在同一时隙上可以通过空间复用的方式在各自的连续段内独立并行地传输数 据,以提高传输效率;并且通过将原有链路分割为多段,进行跳数选择或功率分配时头端节 点和尾端节点可以不再像现有技术中的中心节点一样,需要获得小区内所有SU节点的状 态信息,而只需要获得本段内SU节点的状态信息,从而减小了大量的信令开销。图6所示为本发明实施例感知多跳中继网络分段装置另一结构示意图。在本实施例中除了包括图5所示实施例的接收单元501,分析单元502外,还包括 所述检测单元503,用于检测相邻PU节点的状态以确定SU节点的状态,向该SU节点的上游 和/或下游相邻SU节点发送该SU节点的状态信息;还包括触发单元504,用于监视所述当前SU节点的状态信息的变化,如果当前SU 节点的状态信息从不可用变为可用,则触发向该当前SU节点上游和/或下游相邻SU节点 发送该当前SU节点的可用状态信息;如果当前SU节点的状态信息从可用变为不可用,则触 发向该当前SU节点上游和/或下游的相邻SU节点发送该当前SU节点的不可用状态信息。所述分析单元502还用于判断如果当前SU节点为当前段中最后一个节点,并且接 收到了上游相邻SU节点的可用状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向上游相邻SU 节点发送该当前SU节点为尾端节点的属性信息和该当前SU节点的可用的状态信息;如果当前SU节点接收到了上游相邻SU节点的可用状态信息,并且该当前SU节点 为不可用状态,则向上游相邻SU节点发送指示该上游相邻SU节点为尾端节点的属性信息 和该当前SU节点的不可用的状态信息;如果当前SU节点为当前段中第一个节点,并且接收到了下游相邻SU节点的可用 状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向下游相邻SU节点发送该当前SU节点为头 端节点的属性信息和该当前SU节点的可用的状态信息;如果当前SU节点接收到了下游相邻SU节点的可用状态信息,并且该当前SU节点 为不可用状态,则向下游相邻SU节点发送指示该下游相邻SU节点为头端节点的属性信息 和该当前SU节点的不可用的状态信息;如果当前SU节点不是当前段中最后一个节点,并且接收到了上游相邻SU节点的 可用状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向下游相邻SU节点转发所述上游相邻SU 节点的可用状态信息和端节点的属性信息;如果当前SU节点不是当前段中第一个节点,并且接收到了下游相邻SU节点的可 用状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向上游相邻SU节点转发所述下游相邻SU 节点的可用状态信息和端节点的属性信息;如果当前SU节点不是当前段中最后一个节点,并且接收到了上游相邻SU节点的 不可用状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向下游相邻SU节点发送该当前SU节点为头端节点的属性信息和所述上游相邻SU节点不可用的状态信息;如果当前SU节点不是当前段中第一个节点,并且接收到了下游相邻SU节点的不 可用状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向上游相邻SU节点发送该当前SU节点 为尾端节点的属性信息和所述下游相邻SU节点不可用的状态信息。还包括记录单元505,用于在接收到上游相邻SU节点或者下游相邻SU节点转发的 端节点的属性信息后,记录本段中头端节点和尾端节点。本发明实施例将感知多跳中继网络中的动态跳数选择和每个节点的动态功率分 配相结合进行优化,可以对于不同段分别进行本发明实施例中的优化方法,还可以将某个 小区的现有感知多跳中继网络作为一段应用下述优化方法,以实现SU节点的资源能够得 到有效利用。在本发明实施例中,所述感知多跳中继网络为具有线性多跳的中继系统,包含一 个源SU节点R0和目的SU节点Rm,以及M-I个中继SU节点(R1,... , RM_J。只有当某SU节点Rm离其最近的PU节点距离在Dtl以上时该节点才能和其他SU节 点通信,以避免对PU节点的干扰。每个SU节点都具有本地系统状态(LSQ,即SU节点Rm具有其自身到连续段内下 游节点Rm+1,... , Rm的信道信息,以及所述SU节点所属连续段中所有节点的状态信息。图7所示为本发明实施例感知多跳中继网络的优化方法流程图。步骤701,获取当前段总功率。步骤702,根据所述当前段总功率和当前SU节点实时的信道信息计算所述当前SU 节点到所有下游SU节点的功率。步骤703,将实时的当前SU节点传送单位数据到当前段尾端节点的期望代价最小 的下游SU节点作为下一跳SU节点,并计算当前SU节点到该下一跳SU节点的功率。其中, 期望代价为从当前节点传送单位数据到当前段尾端节点的(平均时间+拉格朗日常数*平 均功率)。作为本发明的一个实施例,在所述步骤701中还包括,初始化当前段总功率;利用 所述当前段总功率计算当前段的平均传输速率;利用所述当前段的平均传输速率计算当前 段中除了尾端SU节点外其它SU节点的传输速率;寻找并记录当前段瓶颈截面SU节点的传 输速率;如果当前段瓶颈截面SU节点的传输速率与预定的传输速率相近,则输出所述当前 段总功率。其中,所述总功率可以为设定值,或者为整个小区为所有段分配的总功率的平均 值。作为本发明的一个实施例,在上述利用所述当前段总功率计算当前段的平均传输 速率包括,统计所述当前SU节点的信道信息,利用所述当前段总功率和所述统计的信道信 息计算当前SU节点所有可能的下一跳节点的期望代价和功率,选择期望代价最小的下一 跳SU节点并获取该SU节点相应的功率。并利用所述获取的期望代价最小的SU节点的功 率计算当前段的实际功率,如果该实际功率与所述当前段总功率相近,则利用该实际功率 计算当前段的平均传输速率;如果所述实际功率大于所述当前段总功率,则减小所述当前 段总功率,如果所述实际功率小于所述当前段总功率,则增大所述当前段总功率,然后再利 用更新后的当前段总功率计算当前段的平均传输速率通过上述实施例,可以将跳数选择和功率分配相结合,从而能够更有效的利用系统资源,并且使得每一段的传输速率达到最大。本发明实施例中主要使用的定义如下连续段定义为SU节点集{Ri; ...,&}。对应这些节点集PU的状态指示集为S" =0,Si = . . . = Sj = 1,SJ+1 = 0,即表明在SU节点R^1和SU节点I^1处PU节点为激活状 态,I^1和I^1不能进行数据传输;在氏,...,Rj处PU节点为非激活状态,氏,...,民可以 进行数据传输。其中氏为当前段头端节点,民为当前段尾端节点,如果感知多跳中继网络 的当前小区中只有一段,则Ri为Rtl, Rj为IV动态跳数选择策略T 为数据从SU节点Rtl传输到SU节点&过程所需要经过的跳 数(帧数)的选择策略。动态功率分配策略τ 为数据从SU节点Rtl传输到SU节点&过程为每帧分配的功 率的策略。
率分配。
权利要求
1.一种在感知多跳中继网络分段的方法,其特征在于包括接收当前次系统的用户SU节点上游和/或下游相邻SU节点的状态信息;根据所述当前SU节点接收到的上游和/或下游相邻SU节点的状态信息,判断当前SU 节点是端节点还是中间节点,如果是端节点则将该端节点的属性信息发送给段内的上游或 者下游相邻SU节点,如果是中间节点则向上游和下游相邻SU节点转发所述端节点的属性 fn息ο
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在接收当前SU节点上游和/或下游相邻 SU节点的状态信息之前还包括,检测相邻主系统的用户PU节点的状态以确定当前SU节点 的状态,向该当前SU节点的上游和/或下游相邻SU节点发送该当前SU节点的状态信息。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,判断当前SU节点是端节点还是中间节点 具体包括,如果当前SU节点接收到上游和下游相邻SU节点可用的状态信息,则当前SU节 点为中间节点;如果当前SU节点只接收到下游相邻SU节点可用的状态信息,则当前SU节 点为头端节点,如果当前SU节点只接收到上游相邻SU节点可用的状态信息,则当前SU节 点为尾端节点。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,如果是端节点则将该端节点的属性信息 发送给段内的上游或者下游相邻SU节点包括,如果是头端节点则向下游相邻SU节点发送 当前SU节点是头端节点的属性信息,如果是尾端节点则向上游相邻SU节点发送当前SU节 点是尾端节点的属性信息。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,检测相邻PU节点的状态以确定SU节点的 状态,向该SU节点上游和/或下游的相邻SU节点发送该SU节点的状态信息中包括如果SU节点的状态信息从不可用变为可用,则触发向该SU节点上游和/或下游相邻 SU节点发送该SU节点的可用状态信息;如果SU节点的状态信息从可用变为不可用,则触发向该SU节点上游和/或下游的相 邻SU节点发送该SU节点的不可用状态信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据当前SU节点接收到的上游和/或下 游相邻SU节点的状态信息,判断当前SU节点是端节点还是中间节点,如果是端节点则将该 端节点的属性信息发送给段内的上游或者下游相邻SU节点,如果是中间节点则向上游和/ 或下游相邻SU节点转发所述属性信息包括如果当前SU节点为当前段中最后一个节点,并且接收到了上游相邻SU节点的可用状 态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向上游相邻SU节点发送该当前SU节点为尾端 节点的属性信息和该当前SU节点的可用的状态信息;如果当前SU节点接收到了上游相邻SU节点的可用状态信息,并且该当前SU节点为不 可用状态,则向上游相邻SU节点发送指示该上游相邻SU节点为尾端节点的属性信息和该 当前SU节点的不可用的状态信息;如果当前SU节点为当前段中第一个节点,并且接收到了下游相邻SU节点的可用状态 信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向下游相邻SU节点发送该当前SU节点为头端节 点的属性信息和该当前SU节点的可用的状态信息;如果当前SU节点接收到了下游相邻SU节点的可用状态信息,并且该当前SU节点为不 可用状态,则向下游相邻SU节点发送指示该下游相邻SU节点为头端节点的属性信息和该当前SU节点的不可用的状态信息;如果当前SU节点不是当前段中最后一个节点,并且接收到了上游相邻SU节点的可用 状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向下游相邻SU节点转发所述上游相邻SU节 点的可用状态信息和端节点的属性信息;如果当前SU节点不是当前段中第一个节点,并且接收到了下游相邻SU节点的可用状 态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向上游相邻SU节点转发所述下游相邻SU节点 的可用状态信息和端节点的属性信息;如果当前SU节点不是当前段中最后一个节点,并且接收到了上游相邻SU节点的不可 用状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向下游相邻SU节点发送该当前SU节点为 头端节点的属性信息和所述上游相邻SU节点不可用的状态信息;如果当前SU节点不是当前段中第一个节点,并且接收到了下游相邻SU节点的不可用 状态信息,并且该当前SU节点为可用状态,则向上游相邻SU节点发送该当前SU节点为尾 端节点的属性信息和所述下游相邻SU节点不可用的状态信息。
7.—种感知多跳中继网络的分段装置,其特征在于包括 接收单元,用于接收上游和/或下游相邻SU节点发送的状态信息;分析单元,用于根据当前SU节点接收到的上游和/或下游相邻SU节点的状态信息,判 断所述当前SU节点是端节点还是中间节点,如果是端节点则将该端节点的属性信息发送 给段内的上游或者下游相邻SU节点,如果是中间节点则向上游和下游相邻SU节点转发所 述端节点的属性信息。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于还包括检测单元,用于检测相邻PU节点 的状态以确定当前SU节点的状态,向该当前SU节点的上游和/或下游相邻SU节点发送该 当前SU节点的状态信息。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于还包括触发单元,用于监视所述当前SU 节点的状态信息的变化,如果当前SU节点的状态信息从不可用变为可用,则触发向该当前 SU节点上游和/或下游相邻SU节点发送该当前SU节点的可用状态信息;如果当前SU节 点的状态信息从可用变为不可用,则触发向该当前SU节点上游和/或下游的相邻SU节点 发送该当前SU节点的不可用状态信息。
10.一种感知多跳中继网络的优化方法,其特征在于包括 获取当前段总功率;根据所述当前段总功率和当前SU节点实时的信道信息计算所述当前SU节点到所有下 游SU节点的功率;将实时的当前SU节点传送单位数据到当前段尾端节点的期望代价最小的下游SU节点 作为下一跳SU节点,并计算当前SU节点到该下一跳SU节点的功率,其中所述期望代价为 从当前节点传送单位数据到当前段尾端节点的(平均时间+拉格朗日常数*平均功率)。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,获取当前段的总功率中包括 初始化当前段总功率;利用所述当前段总功率计算当前段的平均传输速率;利用所述当前段的平均传输速率计算当前段中除了尾端SU节点外其它SU节点的传输 速率;寻找并记录当前段瓶颈截面SU节点的传输速率;如果当前段瓶颈截面SU节点的传输速率与预定的传输速率相近,则输出所述当前段 总功率。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,在所述初始化当前段的总功率中,所述 当前段总功率为设定值,或者为整条链路为所有段分配的总功率的平均值。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,利用所述当前段总功率计算当前段的 平均传输速率包括,统计所述当前SU节点的信道信息,利用所述当前段总功率和所述统计 的信道信息计算当前SU节点所有可能的下一跳节点的期望代价和功率,选择期望代价最 小的下一跳SU节点并获取该SU节点相应的功率。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,利用所述获取的期望代价最小的SU节 点的功率计算当前段的实际功率,如果该实际功率与所述当前段总功率相近,则利用该实 际功率计算当前段的平均传输速率。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,如果所述实际功率大于所述当前段总 功率,则减小所述当前段总功率,如果所述实际功率小于所述当前段总功率,则增大所述当 前段总功率,然后再利用更新后的当前段总功率计算当前段的平均传输速率。
16.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,如果当前段瓶颈截面SU节点的传输速 率与预定的传输速率相差为一预定值时,将所述预定的传输速率更新为当前段瓶颈截面SU 节点的传输速率,调整所述当前段总功率,并计算当前段的平均传输速率和当前段中除了 尾端SU节点外其它SU节点的传输速率。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述调整所述当前段总功率包括,如果 当前段包括所述瓶颈截面SU节点则增加所述当前段总功率,如果当前段不包括所述瓶颈 截面SU节点则减小所述当前段总功率。
18.—种移动终端,其特征在于包括获取单元,用于获取当前段的总功率;计算单元,用于根据当前SU节点实时的信道信息计算所述当前SU节点到所有下游SU 节点的功率;匹配单元,用于计算实时的期望代价最小的下游SU节点作为下一跳SU节点。
19.根据权利要求18所述的移动终端,其特征在于,所述获取单元具体包括,初始化模块,用于初始化当前段总功率;平均传输速率计算模块,用于利用所述当前段总功率计算当前段的平均传输速率;传输速率计算模块,用于利用所述当前段的平均传输速率计算当前段中除了尾端SU 节点外其它SU节点的传输速率;瓶颈截面传输速率计算模块,用于寻找并记录当前段瓶颈截面SU节点的传输速率;比较模块,用于将当前段瓶颈截面SU节点的传输速率和预定的传输速率进行比较,如 果当前段瓶颈截面SU节点的传输速率与预定的传输速率相近,则输出所述当前段总功率。
20.根据权利要求19所述的移动终端,其特征在于,还包括调整模块,用于当所述比较 模块比较当前段瓶颈截面SU节点的传输速率和预定的传输速率相差为一预定值时,将所 述预定的传输速率更新为当前段瓶颈截面SU节点的传输速率,调整所述当前段总功率。
21.根据权利要求19所述的移动终端,其特征在于,所述平均传输速率计算模块还包括,统计模块,用于统计所述当前SU节点的信道信息;期望代价计算模块,用于利用所述当前段总功率和所述统计的信道信息计算当前SU 节点所有可能的下一跳节点的期望代价和功率,并选择期望代价最小的下一跳SU节点并 获取该SU节点相应的功率。
全文摘要
本发明涉及通信领域,具体的讲是一种感知多跳中继网络分段和优化方法、及移动终端,所述方法包括检测相邻PU节点的状态以确定当前SU节点的状态,向该当前SU节点的上游和/或下游相邻SU节点发送该当前SU节点的状态信息;接收所述当前SU节点上游和/或下游相邻SU节点的状态信息;根据所述当前SU节点接收到的上游和/或下游相邻SU节点的状态信息,判断当前SU节点是端节点还是中间节点,如果是端节点则将该端节点的属性信息发送给段内的上游或者下游相邻SU节点,如果是中间节点则向上游和下游相邻SU节点转发所述属性信息。本发明实施例的有益效果在于,在每段中可以分别进行数据传输,达到了空间复用的效果。
文档编号H04B17/00GK102118195SQ20091021717
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者刘坚能, 张洁涛, 阮亮中 申请人:华为技术有限公司
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