一種功率控制方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種功率控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 車(chē)路協(xié)同通信系統(tǒng)中，尤其是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)密度增大時(shí)，為了保證道路安全應(yīng)用的 短時(shí)延、可靠性等性能，可以通過(guò)功率控制機(jī)制，控制網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，避免網(wǎng)絡(luò) 中節(jié)點(diǎn)發(fā)生碰撞、干擾等問(wèn)題。
[0003]目前，車(chē)路協(xié)同通信系統(tǒng)中，比較典型的功率控制機(jī)制采用車(chē)聯(lián)網(wǎng)分布式公平功 率調(diào)整（DistributedFairPowerAdjustmentforVehicularnetworks，D-FPAV)算法， 該算法通過(guò)分布式、異步的、保證公平性的處理，適用于車(chē)路協(xié)同通信系統(tǒng)。D-FPAV算法輸 入為節(jié)點(diǎn)ui的最大載波感知（CarrierSense,CS)范圍內(nèi)的全局節(jié)點(diǎn)信息N，需要事先設(shè)置 系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限（即最大信標(biāo)負(fù)荷MBL，MaxBeaconingLoad)和功率調(diào)整步長(zhǎng)e，MBL和e 的設(shè)置方式同車(chē)聯(lián)網(wǎng)公平功率調(diào)整（FairPowerAdjustmentforVehicularnetworks， FPAV)。
[0004] D-FPAV算法的具體流程如下：
[0005] 1、在CS(MAX,i)的范圍內(nèi)，根據(jù)FPAV算法，在不超過(guò)MBL限制的情況下，利用功 率調(diào)整步長(zhǎng)e迭代計(jì)算出本節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率Pi;
[0006] 2、發(fā)送接收處理：
[0007] 2a.發(fā)送處理：本節(jié)點(diǎn)將Pi廣播給CS(MAX,i)范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)；
[0008] 2b.接收處理：定義節(jié)點(diǎn)Uj，其中，節(jié)點(diǎn)Ui處于節(jié)點(diǎn)Uj的CS(MAX，j)的覆蓋范圍 內(nèi)，I(MAX，i)表示節(jié)點(diǎn)Uj的集合；節(jié)點(diǎn)Ui收集所有關(guān)于UjGI(MAX，i)的發(fā)送的評(píng)估功 率IV并存儲(chǔ)接收到的評(píng)估功率Pj;
[0009] 3、計(jì)算發(fā)射功率：在本節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率和接收的其他節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率之間選擇最 小值，作為本節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，即：PA(i)=min{Pi，minUjGI(MAX，i) {P」}}。
[0010] 由于系統(tǒng)負(fù)荷評(píng)估對(duì)應(yīng)的范圍為CS范圍，通常CS范圍會(huì)大于一跳的通信范圍 (CommunicationRange，CR)，所以D-FPAV算法也需要進(jìn)行CR范圍外且CS范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的 信息轉(zhuǎn)發(fā)。D-FPAV算法利用FPAV算法計(jì)算本節(jié)點(diǎn)的計(jì)算功率實(shí)現(xiàn)本地公平，利用接收其它 節(jié)點(diǎn)的信息，最終選擇最小值作為本節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率，實(shí)現(xiàn)全局公平，算法過(guò)程滿足Max-Min 原則，可用于車(chē)路協(xié)同通信系統(tǒng)的分布式功率控制處理。
[0011] 為了支持車(chē)路協(xié)同通信系統(tǒng)的分布式信息交互，以下以已有的移動(dòng)分時(shí)隙AL0HA (MobileSlottedAloha，MS-AL0HA)機(jī)制為例進(jìn)行說(shuō)明。基于時(shí)隙占用信息交互的時(shí)分車(chē) 路協(xié)同通信系統(tǒng)不限于此系統(tǒng)，也可以是其他系統(tǒng)。MS-AL0HA算法是一種基于時(shí)隙占用信 息交互的時(shí)分系統(tǒng)MAC層接入和時(shí)隙資源復(fù)用機(jī)制，允許時(shí)隙資源在三跳范圍外復(fù)用。 [0012]MS-AL0HA機(jī)制資源復(fù)用基于幀結(jié)構(gòu)以時(shí)隙（slot)為單位。如圖1所示，每N個(gè) slot構(gòu)成一個(gè)幀(記為Frame)，每個(gè)幀中的slot的編號(hào)為0~N-1，在幀之間循環(huán)往復(fù)。 每個(gè)slot中只允許一個(gè)車(chē)輛進(jìn)行發(fā)送消息，即車(chē)輛之間為時(shí)分復(fù)用接入（TimeDivision MultipleAccess，TDMA)模式。車(chē)輛在所占用的時(shí)隙上中不僅發(fā)送應(yīng)用層的數(shù)據(jù)，而且還 需要發(fā)送幀信息（FrameInformation,FI)，在FI中會(huì)指示一個(gè)幀中各個(gè)slot的占用狀況， 例如，一種可能的FI結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0013]MS-AL0HA機(jī)制的基本思想是：當(dāng)節(jié)點(diǎn)（如車(chē)載終端）加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要通過(guò)監(jiān)聽(tīng) 幀中的空閑時(shí)隙資源，然后選擇一個(gè)空閑時(shí)隙作為自己占用的時(shí)隙，如果節(jié)點(diǎn)不主動(dòng)放棄 所占用的時(shí)隙資源，則可一直使用占用的時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)，在這期間其他節(jié)點(diǎn)不能使用該時(shí) 隙。在占用時(shí)隙上，節(jié)點(diǎn)需要周期性發(fā)送FI，F(xiàn)I中攜帶節(jié)點(diǎn)獲得的與該節(jié)點(diǎn)相距兩跳范 圍內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)占用時(shí)隙的情況，指示節(jié)點(diǎn)感知到的每個(gè)時(shí)隙的占用狀況信息，每個(gè)時(shí)隙 對(duì)應(yīng)的時(shí)隙信息包括：時(shí)隙占用狀態(tài)信息、占用時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的臨時(shí)資源標(biāo)識(shí)（Source TemporaryIdentifier,STI)或可稱為節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、占用時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)(也可認(rèn)為 是占用該時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)在該時(shí)隙發(fā)送的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)）；其中，時(shí)隙占用狀態(tài)信息可 以表達(dá)時(shí)隙的四種占用狀態(tài)：〇〇表示時(shí)隙為空閑狀態(tài)，10表示時(shí)隙已被與本節(jié)點(diǎn)相距一跳 的其他節(jié)點(diǎn)占用（簡(jiǎn)稱為一跳節(jié)點(diǎn)占用）或本節(jié)點(diǎn)占用，11表示時(shí)隙已被與本節(jié)點(diǎn)相距兩跳 的其他節(jié)點(diǎn)占用（簡(jiǎn)稱為兩跳節(jié)點(diǎn)占用)，〇1表示時(shí)隙已被其他兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)占用，即為 碰撞狀態(tài)。在非自身占用的時(shí)隙上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)相鄰一跳的節(jié)點(diǎn)發(fā)送的FI，能夠判斷 相鄰三跳范圍內(nèi)每個(gè)節(jié)點(diǎn)占用時(shí)隙的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)本節(jié)點(diǎn)占用的時(shí)隙資源與其他節(jié)點(diǎn)占用 的時(shí)隙資源發(fā)生碰撞時(shí)，釋放自己占用的時(shí)隙資源，重新預(yù)約新的空閑時(shí)隙作為自己的占 用時(shí)隙。
[0014] 由于D-FPAV算法仍是基于WAVE系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，僅考慮CS感知范圍，對(duì)基于時(shí)隙 占用信息交互的時(shí)分系統(tǒng)，從系統(tǒng)負(fù)荷評(píng)估、本地評(píng)估功率調(diào)整、分布式信息交互方式等方 面均都不適用；另外，D-FPAV算法采用FPAV算法計(jì)算本地節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率，在不超過(guò)系統(tǒng) 負(fù)荷門(mén)限的前提下，初始值都設(shè)為〇,使得算法的收斂比較慢。
[0015] 綜上所述，現(xiàn)有分布式功率控制算法不適用于基于時(shí)隙占用信息交互的時(shí)分系統(tǒng) 中節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率的確定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明公開(kāi)了一種功率控制方法和裝置，以解決現(xiàn)有分布式功率控制算法不適用 于基于時(shí)隙占用信息交互的時(shí)分系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率的確定問(wèn)題。
[0017] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率控制方法，該方法包括：
[0018] 第一節(jié)點(diǎn)在設(shè)定的評(píng)估周期到達(dá)后，根據(jù)上一個(gè)評(píng)估周期內(nèi)接收到的其他節(jié)點(diǎn)發(fā) 送的FI，評(píng)估系統(tǒng)負(fù)荷并將評(píng)估結(jié)果作為本次評(píng)估周期的初始系統(tǒng)負(fù)荷；
[0019] 所述第一節(jié)點(diǎn)在確定本次評(píng)估周期的初始系統(tǒng)負(fù)荷不滿足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限 時(shí)，對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行至少一次調(diào)整，以使調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷滿 足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限，將調(diào)整后的且對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷滿足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限的評(píng)估功 率確定為本次評(píng)估周期的最終評(píng)估功率。
[0020] 較佳地，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)以下公式評(píng)估本次評(píng)估周期的初始系統(tǒng)負(fù)荷：
[0021]
[0022] 其中，i的取值為1~N，N為上一次評(píng)估周期包含的幀的總個(gè)數(shù)。
[0023] 在實(shí)施中，所述第一節(jié)點(diǎn)對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行至少一次調(diào)整，將調(diào)整后的 且對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷滿足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限的評(píng)估功率確定為本次評(píng)估周期的最終評(píng)估 功率，包括：
[0024] 所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)功率步長(zhǎng)，對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行調(diào)整；
[0025] 所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)評(píng)估功率與系統(tǒng)負(fù)荷的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定出本次調(diào)整后的評(píng)估功 率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷；
[0026] 所述第一節(jié)點(diǎn)在確定出本次調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷滿足設(shè)定的系統(tǒng) 負(fù)荷門(mén)限時(shí)，將調(diào)整后的評(píng)估功率確定為本次評(píng)估周期的最終評(píng)估功率；否則，所述第一節(jié) 點(diǎn)啟動(dòng)下一次功率調(diào)整，轉(zhuǎn)至執(zhí)行根據(jù)功率步長(zhǎng)，對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行調(diào)整；
[0027] 其中，本次評(píng)估周期的初始評(píng)估功率是所述第一節(jié)點(diǎn)在上一個(gè)評(píng)估周期內(nèi)確定出 的評(píng)估功率。
[0028] 進(jìn)一步，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)以下步驟確定本次調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷 是否滿足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限：
[0029] 若本次調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷等于設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，所述第一節(jié)點(diǎn)確 定本次調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷滿足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限；否則，所述第一節(jié)點(diǎn) 確定本次調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷不滿足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限；
[0030] 或者，
[0031] 若本次調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷在設(shè)定的門(mén)限范圍內(nèi)時(shí)，所述第一節(jié)點(diǎn) 確定本次調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷滿足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限；否則，所述第一節(jié) 點(diǎn)確定本次調(diào)整后的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷不滿足設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限。
[0032] 基于上述任一實(shí)施例，若自身當(dāng)前的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷小于設(shè)定的系統(tǒng)負(fù) 荷門(mén)限，第一節(jié)點(diǎn)對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行至少一次調(diào)整，包括：
[0033] 所述第一節(jié)點(diǎn)采用設(shè)定的功率步長(zhǎng)，增大自身當(dāng)前的評(píng)估功率的值；或者，
[0034] 所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)功率步長(zhǎng)與信號(hào)覆蓋半徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定出自身當(dāng)前的信號(hào) 覆蓋半徑對(duì)應(yīng)的功率步長(zhǎng)，并采用確定出的功率步長(zhǎng)，增大自身當(dāng)前的評(píng)估功率的值。
[0035] 基于上述任一實(shí)施例，若自身當(dāng)前的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷大于設(shè)定的系統(tǒng)負(fù) 荷門(mén)限，第一節(jié)點(diǎn)對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行至少一次調(diào)整，包括：
[0036] 所述第一節(jié)點(diǎn)采用設(shè)定的功率步長(zhǎng)，減小自身當(dāng)前的評(píng)估功率的值；或者，
[0037] 所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)功率步長(zhǎng)與信號(hào)覆蓋半徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定出自身當(dāng)前的信號(hào) 覆蓋半徑對(duì)應(yīng)的功率步長(zhǎng)，并采用確定出的功率步長(zhǎng)，減小自身當(dāng)前的評(píng)估功率的值。
[0038] 基于上述任一實(shí)施例，所述第一節(jié)點(diǎn)對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行至少一次調(diào)整， 包括：
[0039] 第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)上一個(gè)評(píng)估周期內(nèi)獲取到的與自身相距設(shè)定跳數(shù)范圍內(nèi)的其他節(jié) 點(diǎn)的評(píng)估功率，確定出本評(píng)估周期內(nèi)的目標(biāo)調(diào)整功率，并根據(jù)自身當(dāng)前的評(píng)估功率和目標(biāo) 調(diào)整功率的大小關(guān)系，對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行調(diào)整。
[0040] 進(jìn)一步，第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)上一個(gè)評(píng)估周期內(nèi)獲取到的與自身相距設(shè)定跳數(shù)范圍內(nèi)的 其他節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率，確定出本評(píng)估周期內(nèi)的目標(biāo)調(diào)整功率，包括：
[0041] 所述第一節(jié)點(diǎn)計(jì)算上一個(gè)評(píng)估周期內(nèi)獲取到的與自身相距設(shè)定跳數(shù)范圍內(nèi)的其 他節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率的平均值，并將計(jì)算得到的平均值作為本評(píng)估周期內(nèi)的目標(biāo)調(diào)整功率； 或者，
[0042] 所述第一節(jié)點(diǎn)計(jì)算上一個(gè)評(píng)估周期內(nèi)獲取到的與自身相距設(shè)定跳數(shù)范圍內(nèi)的其 他節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率的平均值；按照設(shè)定的權(quán)值，將計(jì)算得到的平均值和自身上一個(gè)評(píng)估周 期內(nèi)確定出的評(píng)估功率進(jìn)行加權(quán)處理，并將加權(quán)處理得到的功率值作為本評(píng)估周期內(nèi)的目 標(biāo)調(diào)整功率。
[0043] 作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身當(dāng)前的評(píng)估功率和所述目標(biāo)調(diào)整功率 的大小關(guān)系，對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行調(diào)整，包括：
[0044] 若自身當(dāng)前的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷大于設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限，且自身當(dāng)前的 評(píng)估功率小于所述目標(biāo)調(diào)整功率，則：所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)設(shè)定的第一下調(diào)功率步長(zhǎng)，減小自 身當(dāng)前的評(píng)估功率的值；或者，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)功率步長(zhǎng)與信號(hào)覆蓋半徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確 定出自身當(dāng)前的信號(hào)覆蓋半徑對(duì)應(yīng)的功率步長(zhǎng)，并采用確定出的功率步長(zhǎng)，減小自身當(dāng)前 的評(píng)估功率的值；
[0045] 或者，
[0046] 若自身當(dāng)前的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷大于設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限，且自身當(dāng)前的 評(píng)估功率不小于所述目標(biāo)調(diào)整功率，則：所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)設(shè)定的第二下調(diào)功率步長(zhǎng)，減小 自身當(dāng)前的評(píng)估功率的值；或者，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)功率步長(zhǎng)與信號(hào)覆蓋半徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 確定出自身當(dāng)前的信號(hào)覆蓋半徑對(duì)應(yīng)的功率步長(zhǎng)，并采用確定出的功率步長(zhǎng)，減小自身當(dāng) 前的評(píng)估功率的值。
[0047] 較佳地，所述第二下調(diào)功率步長(zhǎng)的值大于所述第一下調(diào)功率步長(zhǎng)的值。
[0048] 作為另一種實(shí)現(xiàn)方式，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身當(dāng)前的評(píng)估功率和所述目標(biāo)調(diào)整功 率的大小關(guān)系，對(duì)自身當(dāng)前的評(píng)估功率進(jìn)行調(diào)整，包括：
[0049] 若自身當(dāng)前的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷小于設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限，且自身當(dāng)前的 評(píng)估功率小于所述目標(biāo)調(diào)整功率，則：所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)設(shè)定的第一上調(diào)功率步長(zhǎng)，增大自 身當(dāng)前的評(píng)估功率的值；或者，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)功率步長(zhǎng)與信號(hào)覆蓋半徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確 定出自身當(dāng)前的信號(hào)覆蓋半徑對(duì)應(yīng)的功率步長(zhǎng)，并采用確定出的功率步長(zhǎng)，增大自身當(dāng)前 的評(píng)估功率的值；
[0050] 或者，
[0051] 若自身當(dāng)前的評(píng)估功率對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)負(fù)荷小于設(shè)定的系統(tǒng)負(fù)荷門(mén)限，且自身當(dāng)前的 評(píng)估功率不小于所述目標(biāo)調(diào)整功率，則：所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)設(shè)定的第二上調(diào)功率步長(zhǎng)，增大 自身當(dāng)前的評(píng)估功率的值；或者，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)功率步長(zhǎng)與信號(hào)覆蓋半徑的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 確定出自身當(dāng)前的信號(hào)覆蓋半徑對(duì)應(yīng)的功率步長(zhǎng)，并采用確定出的功率步長(zhǎng)，增大自身當(dāng) 前的評(píng)估功率的值。
[0052] 較佳地，所述第一上調(diào)功率步長(zhǎng)的值大于所述第二上調(diào)功率步長(zhǎng)的值。
[0053] 基于上述任一實(shí)施例，所述評(píng)估周期為幀周期的正整數(shù)倍。
[0054] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種功率控制裝置，該裝置包括：
[0055] 初始系統(tǒng)負(fù)荷確定模塊，用于在設(shè)定的評(píng)估周期到達(dá)后，根據(jù)上一個(gè)評(píng)估周期內(nèi) 接收到的其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀信息FI，評(píng)估系統(tǒng)負(fù)荷并將評(píng)估結(jié)果作為本次評(píng)估周期的初始 系統(tǒng)負(fù)荷；
[0056] 評(píng)估功率確定模塊，用于