專利名稱：基于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向多跳網(wǎng)絡(luò)的功率分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信與信息領(lǐng)域中的功率控制技術(shù)，具體地說，是一種基于物理層網(wǎng) 絡(luò)編碼的雙向多跳網(wǎng)絡(luò)的功率分配方法。
背景技術(shù)：
下一代無線網(wǎng)絡(luò)將提供高數(shù)據(jù)速率傳輸服務(wù)。作為一種最有前景的結(jié)構(gòu)，多跳中 繼網(wǎng)絡(luò)引起了很大關(guān)注。相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，多跳中繼網(wǎng)絡(luò)能夠提供更大的系統(tǒng)容量，更寬 的覆蓋范圍，并且使用更簡單的路由算法以及消耗更少的發(fā)射功率。但是，由于半雙工模式的中繼傳輸使得系統(tǒng)頻譜利用率下降。為克服頻譜利用率 的下降的缺陷，人們提出了網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)議。以三節(jié)點(diǎn)的中繼系統(tǒng)為例，使用網(wǎng)絡(luò)編碼的方案 只需要三個(gè)時(shí)隙來交換信息，而傳統(tǒng)方案要消耗四個(gè)時(shí)隙，由此克服了頻譜利用率的損失。而將網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于物理層，系統(tǒng)容量將得到進(jìn)一步提升。應(yīng)用于物理層的網(wǎng)絡(luò) 編碼可以分為兩類模擬網(wǎng)絡(luò)編碼(ANC)和物理層網(wǎng)絡(luò)編碼(PNC)。在這兩種協(xié)議里，兩個(gè) 源節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送各自的信息給中繼節(jié)點(diǎn)。在ANC協(xié)議里，中繼節(jié)點(diǎn)將收到的疊加信號線性 放大，再廣播給目地節(jié)點(diǎn)。在PNC協(xié)議里，中繼節(jié)點(diǎn)對收到的疊加信號進(jìn)行映射操作，再廣 播給目地節(jié)點(diǎn)。由于知道已發(fā)送的信息，目地節(jié)點(diǎn)則能夠從接收到的廣播信號里提取出想 要的信息。而我們注意到，采用合適的功率分配方案可使得PNC中繼系統(tǒng)的各方面性能得到 有效提升。現(xiàn)有技術(shù)中雖然提出了以誤碼率最小或者中斷概率最小為標(biāo)準(zhǔn)的各種功率分配 方案，但是他們只考慮了單向傳輸情況。而在雙向多跳協(xié)議里，網(wǎng)絡(luò)具有兩條相反方向的數(shù) 據(jù)流，因此需要在同時(shí)考慮這兩條數(shù)據(jù)流的情況下分析系統(tǒng)中斷性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合雙向多跳網(wǎng)絡(luò)的功率控制方法，特別是基于物理層網(wǎng)絡(luò) 編碼的雙向多跳網(wǎng)絡(luò)，使用該方法可以獲得網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)發(fā)射功率值，網(wǎng)絡(luò)中各 個(gè)節(jié)點(diǎn)按照本方法所得出的功率值進(jìn)行功率控制，可以使得系統(tǒng)中斷概率最低，系統(tǒng)工作 性能更加穩(wěn)定。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的方案按照如下步驟進(jìn)行
51建立N個(gè)節(jié)點(diǎn)的雙向線性多跳網(wǎng)絡(luò)，其中包括N-I條上行鏈路和N-I條下行鏈路， N為大于或等于3的整數(shù)；
52 從左向右將N-I條上行鏈路依次標(biāo)記為 L1,L2,...,L11^.,Llf l , N l條下行鏈路依次標(biāo)記為片與，…，忍，…， “，設(shè)定相同節(jié)點(diǎn)之
間的上行鏈路和下行鏈路傳播損耗相同，并標(biāo)記為瑪，瑪，…，巧，…，<、,利用弗里斯公式
氏=“H依次計(jì)算第η條鏈路的傳播損耗，t ，，式中ρ是鏈路中的發(fā) ψπψ IMmH = I,...,Jf-I Gt
射天線增益,鍔是鏈路的接收天線增益A是發(fā)射電波的波長，rf是鏈路中兩節(jié)點(diǎn)之間的距離，L是系統(tǒng)損耗因子，α是路徑損耗因子，ε是陰影衰落因子， 是信道噪聲功率；
53按照公式暫二 ^ “計(jì)算系統(tǒng)參數(shù)W ；
54將所述雙向線性多跳網(wǎng)絡(luò)中系統(tǒng)總發(fā)射功率設(shè)定力乓并將N個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率
55按下式確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率Λ，其中
權(quán)利要求
1. 一種基于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向多跳網(wǎng)絡(luò)的功率分配方法，其特征在于，按以下步 驟進(jìn)行S1建立N個(gè)節(jié)點(diǎn)的雙向線性多跳網(wǎng)絡(luò)，其中包括N-I條上行鏈路和N-I條下行鏈路， N為大于或等于3的整數(shù)；S2 從左向右將N-I條上行鏈路依次標(biāo)記為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于物理層網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向多跳網(wǎng)絡(luò)的功率分配方法，其特征在于，按以下步驟進(jìn)行S1建立N個(gè)節(jié)點(diǎn)的雙向線性多跳網(wǎng)絡(luò)；S2利用弗里斯公式依次計(jì)算每條鏈路的傳播損耗；S3按照公式計(jì)算系統(tǒng)參數(shù)w；S4設(shè)定系統(tǒng)總發(fā)射功率為；S5按；，；確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率。其顯著效果是采用上述方法可以獲得每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)發(fā)射功率值，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)按照所得的最優(yōu)功率值進(jìn)行功率控制，在系統(tǒng)總功率一定的情況下，可以使系統(tǒng)的中斷概率最小，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
文檔編號H04W52/46GK102123490SQ20111010076
公開日2011年7月13日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者吳玉成, 朱龍, 李國權(quán), 湯敏露, 胡磊 申請人:重慶大學(xué)