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（DistributedFairPowerAdjustmentforVehicularnetworks，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（CarrierSense,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，MaxBeaconingLoad)和功率调整步长e，MBL和e 的设置方式同车联网公平功率调整（FairPowerAdjustmentforVehicularnetworks， FPAV)。
[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e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Uj，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Uj的集合；节点Ui收集所有关于UjGI(MAX，i)的发送的评估功 率IV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，minUjGI(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 (CommunicationRange，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AL0HA (MobileSlottedAloha，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-AL0HA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-AL0HA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0~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（TimeDivision MultipleAccess，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 需要发送帧信息（FrameInformation,FI)，在FI中会指示一个帧中各个slot的占用状况， 例如，一种可能的FI结构如图2所示。
[0013]MS-AL0HA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（Source TemporaryIdentifier,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：〇〇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)，〇1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] 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；另外，D-FPAV算法采用FPAV算法计算本地节点的评估功率，在不超过系统 负荷门限的前提下，初始值都设为〇,使得算法的收敛比较慢。
[0015] 综上所述，现有分布式功率控制算法不适用于基于时隙占用信息交互的时分系统 中节点的评估功率的确定。
【发明内容】
[0016] 本发明公开了一种功率控制方法和装置，以解决现有分布式功率控制算法不适用 于基于时隙占用信息交互的时分系统中节点的评估功率的确定问题。
[0017] 本发明实施例提供的一种功率控制方法，该方法包括：
[0018] 第一节点在设定的评估周期到达后，根据上一个评估周期内接收到的其他节点发 送的FI，评估系统负荷并将评估结果作为本次评估周期的初始系统负荷；
[0019] 所述第一节点在确定本次评估周期的初始系统负荷不满足设定的系统负荷门限 时，对自身当前的评估功率进行至少一次调整，以使调整后的评估功率对应的系统负荷满 足设定的系统负荷门限，将调整后的且对应的系统负荷满足设定的系统负荷门限的评估功 率确定为本次评估周期的最终评估功率。
[0020] 较佳地，所述第一节点根据以下公式评估本次评估周期的初始系统负荷：
[0021]
[0022] 其中，i的取值为1~N，N为上一次评估周期包含的帧的总个数。
[0023] 在实施中，所述第一节点对自身当前的评估功率进行至少一次调整，将调整后的 且对应的系统负荷满足设定的系统负荷门限的评估功率确定为本次评估周期的最终评估 功率，包括：
[0024] 所述第一节点根据功率步长，对自身当前的评估功率进行调整；
[0025] 所述第一节点根据评估功率与系统负荷的对应关系，确定出本次调整后的评估功 率对应的系统负荷；
[0026] 所述第一节点在确定出本次调整后的评估功率对应的系统负荷满足设定的系统 负荷门限时，将调整后的评估功率确定为本次评估周期的最终评估功率；否则，所述第一节 点启动下一次功率调整，转至执行根据功率步长，对自身当前的评估功率进行调整；
[0027] 其中，本次评估周期的初始评估功率是所述第一节点在上一个评估周期内确定出 的评估功率。
[0028] 进一步，所述第一节点根据以下步骤确定本次调整后的评估功率对应的系统负荷 是否满足设定的系统负荷门限：
[0029] 若本次调整后的评估功率对应的系统负荷等于设定的门限值时，所述第一节点确 定本次调整后的评估功率对应的系统负荷满足设定的系统负荷门限；否则，所述第一节点 确定本次调整后的评估功率对应的系统负荷不满足设定的系统负荷门限；
[0030] 或者，
[0031] 若本次调整后的评估功率对应的系统负荷在设定的门限范围内时，所述第一节点 确定本次调整后的评估功率对应的系统负荷满足设定的系统负荷门限；否则，所述第一节 点确定本次调整后的评估功率对应的系统负荷不满足设定的系统负荷门限。
[0032] 基于上述任一实施例，若自身当前的评估功率对应的系统负荷小于设定的系统负 荷门限，第一节点对自身当前的评估功率进行至少一次调整，包括：
[0033] 所述第一节点采用设定的功率步长，增大自身当前的评估功率的值；或者，
[0034] 所述第一节点根据功率步长与信号覆盖半径的对应关系，确定出自身当前的信号 覆盖半径对应的功率步长，并采用确定出的功率步长，增大自身当前的评估功率的值。
[0035] 基于上述任一实施例，若自身当前的评估功率对应的系统负荷大于设定的系统负 荷门限，第一节点对自身当前的评估功率进行至少一次调整，包括：
[0036] 所述第一节点采用设定的功率步长，减小自身当前的评估功率的值；或者，
[0037] 所述第一节点根据功率步长与信号覆盖半径的对应关系，确定出自身当前的信号 覆盖半径对应的功率步长，并采用确定出的功率步长，减小自身当前的评估功率的值。
[0038] 基于上述任一实施例，所述第一节点对自身当前的评估功率进行至少一次调整， 包括：
[0039] 第一节点根据上一个评估周期内获取到的与自身相距设定跳数范围内的其他节 点的评估功率，确定出本评估周期内的目标调整功率，并根据自身当前的评估功率和目标 调整功率的大小关系，对自身当前的评估功率进行调整。
[0040] 进一步，第一节点根据上一个评估周期内获取到的与自身相距设定跳数范围内的 其他节点的评估功率，确定出本评估周期内的目标调整功率，包括：
[0041] 所述第一节点计算上一个评估周期内获取到的与自身相距设定跳数范围内的其 他节点的评估功率的平均值，并将计算得到的平均值作为本评估周期内的目标调整功率； 或者，
[0042] 所述第一节点计算上一个评估周期内获取到的与自身相距设定跳数范围内的其 他节点的评估功率的平均值；按照设定的权值，将计算得到的平均值和自身上一个评估周 期内确定出的评估功率进行加权处理，并将加权处理得到的功率值作为本评估周期内的目 标调整功率。
[0043] 作为一种实现方式，所述第一节点根据自身当前的评估功率和所述目标调整功率 的大小关系，对自身当前的评估功率进行调整，包括：
[0044] 若自身当前的评估功率对应的系统负荷大于设定的系统负荷门限，且自身当前的 评估功率小于所述目标调整功率，则：所述第一节点根据设定的第一下调功率步长，减小自 身当前的评估功率的值；或者，所述第一节点根据功率步长与信号覆盖半径的对应关系，确 定出自身当前的信号覆盖半径对应的功率步长，并采用确定出的功率步长，减小自身当前 的评估功率的值；
[0045] 或者，
[0046] 若自身当前的评估功率对应的系统负荷大于设定的系统负荷门限，且自身当前的 评估功率不小于所述目标调整功率，则：所述第一节点根据设定的第二下调功率步长，减小 自身当前的评估功率的值；或者，所述第一节点根据功率步长与信号覆盖半径的对应关系， 确定出自身当前的信号覆盖半径对应的功率步长，并采用确定出的功率步长，减小自身当 前的评估功率的值。
[0047] 较佳地，所述第二下调功率步长的值大于所述第一下调功率步长的值。
[0048] 作为另一种实现方式，所述第一节点根据自身当前的评估功率和所述目标调整功 率的大小关系，对自身当前的评估功率进行调整，包括：
[0049] 若自身当前的评估功率对应的系统负荷小于设定的系统负荷门限，且自身当前的 评估功率小于所述目标调整功率，则：所述第一节点根据设定的第一上调功率步长，增大自 身当前的评估功率的值；或者，所述第一节点根据功率步长与信号覆盖半径的对应关系，确 定出自身当前的信号覆盖半径对应的功率步长，并采用确定出的功率步长，增大自身当前 的评估功率的值；
[0050] 或者，
[0051] 若自身当前的评估功率对应的系统负荷小于设定的系统负荷门限，且自身当前的 评估功率不小于所述目标调整功率，则：所述第一节点根据设定的第二上调功率步长，增大 自身当前的评估功率的值；或者，所述第一节点根据功率步长与信号覆盖半径的对应关系， 确定出自身当前的信号覆盖半径对应的功率步长，并采用确定出的功率步长，增大自身当 前的评估功率的值。
[0052] 较佳地，所述第一上调功率步长的值大于所述第二上调功率步长的值。
[0053] 基于上述任一实施例，所述评估周期为帧周期的正整数倍。
[0054] 本发明实施例提供的一种功率控制装置，该装置包括：
[0055] 初始系统负荷确定模块，用于在设定的评估周期到达后，根据上一个评估周期内 接收到的其他节点发送的帧信息FI，评估系统负荷并将评估结果作为本次评估周期的初始 系统负荷；
[0056] 评估功率确定模块，用于