一种功率控制方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种应用于车路协同通信系统中的功率控制方法和装置。
【背景技术】
[0002]车路协同通信系统中，尤其是网络中节点密度增大时，为了保证道路安全应用的短时延、可靠性等性能，可以通过功率控制机制，控制网络中各节点的发射功率，避免网络中节点发生碰撞、干扰等问题。
[0003]目前，车路协同通信系统中，比较典型的功率控制机制采用车联网分布式公平功率调整(Distributed Fair Power Adjustment for Vehicular networks, D-FPAV)算法，该算法通过分布式、异步的、保证公平性的处理，适用于车路协同通信系统。D-FPAV算法输入为节点Ui的最大载波感知(Carrier Sense, CS)范围内的全局节点信息N,需要事先设置系统负荷门限(即最大信标负荷MBL，Max Beaconing Load)和功率调整步长ε，MBL和ε的设置方式同车联网公平功率调整(Fair Power Adjustment for Vehicular networks,FPAV)o
[0004]D-FPAV算法的具体流程如下:
[0005]1、在CS (MAX, i)的范围内，根据FPAV算法，在不超过MBL限制的情况下，利用功率调整步长ε迭代计算出本节点的评估功率Pi ;
[0006]2、发送接收处理:
[0007]2a.发送处理:本节点将Pi广播给CS (MAX, i)范围内所有节点；
[0008]2b.接收处理:定义节点U」，其中，节点Ui处于节点Uj的CS (MAX, j)的覆盖范围内，I (MAX, i)表示节点+的集合；节点ui收集所有关于+ e I (MAX, i)的发送的评估功率Pp并存储接收到的评估功率Pj ;
[0009]3、计算发射功率:在本节点的评估功率和接收的其他节点的评估功率之间选择最小值，作为本节点的发射功率，即:PA (i)=min{Pi,min Uj e I (MAX, i) {P」}}。
[0010]由于系统负荷评估对应的范围为CS范围，通常CS范围会大于一跳的通信范围(Communicat1n Range, CR),所以D-FPAV算法也需要进行CR范围外且CS范围内的节点的信息转发。D-FPAV算法利用FPAV算法计算本节点的计算功率实现本地公平，利用接收其它节点的信息，最终选择最小值作为本节点发射功率，实现全局公平，算法过程满足Max-Min原则，可用于车路协同通信系统的分布式功率控制处理。
[0011]为了支持车路协同通信系统的分布式信息交互，以下以已有的移动分时隙ALOHA(Mobile Slotted Aloha，MS-AL0HA)机制为例进行说明。基于时隙占用信息交互的时分车路协同通信系统不限于此系统，也可以是其他系统。MS-ALOHA算法是一种基于时隙占用信息交互的时分系统MAC层接入和时隙资源复用机制，允许时隙资源在三跳范围外复用。
[0012]MS-ALOHA机制资源复用基于帧结构以时隙(slot)为单位。如图1所示，每N个slot构成一个帧(记为Frame)，每个帧中的slot的编号为O?N-1，在帧之间循环往复。每个slot中只允许一个车辆进行发送消息，即车辆之间为时分复用接入(Time Divis1nMultiple Access, TDMA)模式。车辆在所占用的时隙上中不仅发送应用层的数据，而且还需要发送巾贞信息(Frame Informat1n, FI),在FI中会指示一个巾贞中各个slot的占用状况，例如，一种可能的FI结构如图2所示。
[0013]MS-ALOHA机制的基本思想是:当节点(如车载终端)加入网络时，需要通过监听帧中的空闲时隙资源，然后选择一个空闲时隙作为自己占用的时隙，如果节点不主动放弃所占用的时隙资源，则可一直使用占用的时隙传输数据，在这期间其他节点不能使用该时隙。在占用时隙上，节点需要周期性发送FI，FI中携带节点获得的与该节点相距两跳范围内的其他节点占用时隙的情况，指示节点感知到的每个时隙的占用状况信息，每个时隙对应的时隙信息包括:时隙占用状态信息、占用时隙的节点对应的临时资源标识(SourceTemporary Identifier, STI)或可称为节点标识、占用时隙的节点的优先级状态(也可认为是占用该时隙的节点在该时隙发送的数据对应的优先级状态)；其中，时隙占用状态信息可以表达时隙的四种占用状态:00表示时隙为空闲状态，10表示时隙已被与本节点相距一跳的其他节点占用(简称为一跳节点占用)或本节点占用，11表示时隙已被与本节点相距两跳的其他节点占用(简称为两跳节点占用)，01表示时隙已被其他两个以上的节点占用，即为碰撞状态。在非自身占用的时隙上，每个节点通过监听相邻一跳的节点发送的FI，能够判断相邻三跳范围内每个节点占用时隙的情况，当发现本节点占用的时隙资源与其他节点占用的时隙资源发生碰撞时，释放自己占用的时隙资源，重新预约新的空闲时隙作为自己的占用时隙。
[0014]D-FPAV算法中，需要转发CS范围内所有节点的评估功率和位置信息，但采用D-FPAV算法计算节点的发射功率时，只使用评估功率为最小值的节点的相关信息，使得节点间传输大量的冗余信息。以节点为粒度交互信息，控制信息开销大，并且与节点数目相关，在高密度情况下，控制信息开销可达到41.4% ;另外，由于D-FPAV算法仍是基于WAVE系统进行设计，仅考虑CS感知范围，对基于时隙占用信息交互的时分系统，从系统负荷评估、本地评估功率调整、分布式信息交互方式等方面均都不适用。
[0015]综上所述，目前的D-FPAV算法不适用于基于时隙占用信息交互的时分系统中节点的发射功率的确定。
【发明内容】
[0016]本发明实施例提供了一种功率控制方法和装置，解决了目前的D-FPAV算法不适用于基于时隙占用信息交互的时分系统中节点的发射功率确定的问题。
[0017]本发明实施例提供的一种功率控制方法，该方法包括:
[0018]在每个设定的功率控制信息交互周期内，第一节点接收与自身相距一跳的第二节点发送的评估功率信息；
[0019]在当前功率控制信息交互周期内，所述第一节点根据自身的评估功率以及接收到的所述第二节点发送的评估功率信息，确定自身在下一个功率控制信息交互周期内的发射功率；以及，
[0020]在下一个功率控制信息交互周期到达时，所述第一节点采用所确定的发射功率向各第二节点发送评估功率信息；
[0021]其中，所述评估功率信息包括节点自身的评估功率，和/或，与该节点相距设定跳数且评估功率值最小的节点的评估功率。
[0022]作为第一种实现方式，在每个设定的功率控制信息交互周期内，第一节点接收与自身相距一跳的第二节点发送的评估功率信息，包括:
[0023]所述第一节点接收所述第二节点发送的该第二节点的评估功率；以及，所述第一节点接收所述第二节点发送的与该第二节点相距一跳且评估功率值最小的节点的评估功率。
[0024]该方式下，所述方法还包括:
[0025]在每个所述功率控制信息交互周期内，所述第一节点根据接收到的每个所述第二节点发送的该第二节点的评估功率，更新自身维护的该第二节点的评估功率；以及，
[0026]在每个所述功率控制信息交互周期内，所述第一节点根据接收到的每个所述第二节点发送的与该第二节点相距一跳且评估功率值最小的节点的评估功率，更新自身维护的该节点的评估功率。
[0027]该方式下，在当前功率控制信息交互周期内，所述第一节点根据自身的评估功率以及接收到的所述第二节点发送的评估功率信息，确定自身在下一个功率控制信息交互周期内的发射功率，包括:
[0028]所述第一节点从自身的评估功率、每个所述第二节点发送的自身的评估功率、以及每个所述第二节点发送的与该第二节点相距一跳且评估功率值最小的节点的评估功率中，选择最小的评估功率作为自身在下一个功率控制信息交互周期内的发射功率。
[0029]该方式下，在下一个功率控制信息交互周期到达时，所述第一节点采用所确定的发射功率向各第二节点发送评估功率信息，包括:
[0030]在下一个功率控制信息交互周期到达时，所述第一节点采用所确定的发射功率向各第二节点发送自身的评估功率、以及所述第一节点当前所维护的相距一跳且评估功率值最小的节点的评估功率。
[0031]作为第二种实现方式，所述第一节点接收与自身相距一跳的第二节点发送的评估功率信息，包括:
[0032]所述第一节点接收所述第二节点发送的该第二节点的评估功率；以及，所述第一节点接收所述第二节点发送的与该第二节点相距一跳且评估功率值最小的节点的评估功率、以及与该第二节点相距两跳且评估功率值最小的节点的评估功率。
[0033]该方式下，所述方法还包括:
[0034]在每个所述功率控制信息交互周期内，所述第一节点根据接收到的每个所述第二节点发送的该第二节点的评估功率，更新自身维护的该第二节点的评估功率；以及，
[0035]在每个所述功率控制信息交互周期内，所述第一节点根据接收到的每个所述第二节点发送的与该第二节点相距一跳且评估功率值最小的节点的评估功率，更新自身维护的该节点的评估功率；以及所述第一节点根据接收到的每个所述第二节点发送的与该第二节点相距两跳且评估功率值最小的节点的评估功率，更新自身维护的该节点的评估功率。
[0036]该方式下，在当前功率控制信息交互周期内，所述第一节点根据自身的评估功率以及接收到的所述第二节点发送的评估功率信息，确定自身在下一个功率控制信息交互周期内的发射功率，包括:
[0037]所述第一节点从自身的评估功率、每个所述第二节点发送的自身的评估功率、每个所述第二节点发送的