专利名称：移动自组织网络中分布式节点功率控制方法
技术领域：
本发明涉及一种分布式节点功率控制方法，具体涉及一种移动自组织网络中基于最近邻概率的分布式节点功率控制方法，属于网络通信技术领域。
背景技术：
移动自组织网络是由一组移动节点(终端)构成、通过自动发现、网络拓扑自动维护和多跳路由转发机制，实现节点间互连的网络技术。这些移动节点自身的电池电量有限，为延长节点的工作时间(生命周期)，往往需要尽可能地降低其传输功率以减少能量的消耗。然而，节点的信号传输距离取决于其传输功率的大小，有限的传输距离使得移动自组织网络的路由需要借助多个中间节点的数据转发来实现。节点间过短的传输距离使得数据传输需要借助更多的中间节点中继报文，有可能导致更多的能量消耗；过长的传输距离会增加干扰的可能，移动自组织网络中的各个移动节点需要竞争地使用共享信道资源，节点的无线信号将对其他节点产生干扰，因此合理的传输距离很重要。另一方面，节点的传输距离取决于节点的功率，可以通过功率的控制来调整传输距离。因此，确定一个合适的节点功率，能够均衡能耗、干扰和拓扑的连通性等因素。目前存在的几种移动自组织网络的功率控制主要体现在以下几个方案:I)基于最小传输能耗路由策略，这是比较典型的一个是LAR(Location Aided Routing)策略，它是一个GPS辅助型分布式能量路由策略，基于预测节点当前位置算法来减少相邻节点间的传输能耗、提高路由请求的效率、限制路由请求过程中被影响的节点数目。但是这个方法存在一些缺点，它使得一些关键节点频繁地落入最小传送功率路径上，这些节点过早地耗尽能量将很容易产生雪崩效应，从而缩短网络的生存时间。2)保护低能量节点路由策略，在DSR(Dynamic Source Routing)的基础上提出的DSR-ERP策略，包括两个能量路由策略:RDRP (Request-Delay Routing Protocol)和 MMRP (Max-Min Routing Protocol)。两种策略都是通过对DSR中路由请求广播的控制，达到保护低能量水平节点的目的，但是都存在延时较大的问题。3)混合功率控制，如集中式无线多跳接入网的功率控制方法，根据节点业务速率计算初始发射功率，然后采用分布式迭代功率控制算法计算每一帧发射功率，在每帧传输结束后对帧内发射功率进行统计并计算下帧初始发射功率，然后对该超帧内的发射功率进行统计，计算下一超帧的初始发射功率，重复以上步骤直至传输完成。上述方法在一定程度上均衡了节点间的能耗均衡，但是，均没有考虑通讯距离对功率的决定性影响，从而导致功率调整很慢的收敛到最终值，大大影响了功率调整的效率。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种移动自组织网络中分布式节点功率控制方法，使得节点的功率能够快速的收敛到最终值，保证了功率控制的效率，同时保证网络的连通性，延长网络的生存周期并提高网络通信质量。技术方案:本发明所述的移动自组织网络中分布式节点功率控制方法，按如下步骤进行:(I)新节点成功加入移动自组织网络，根据所获取的当前网络中的区域大小及节
点个数计算自身的初始通讯半径
权利要求
1.移动自组织网络中分布式节点功率控制方法，其特征在于，按如下步骤进行: (1)新节点成功加入移动自组织网络，根据所获取的当前网络中的区域大小及节点个数计算自身的初始通讯半径:￡/ = Ja4l ^其中，a和b分别为移动自组织网络矩形区域的长和宽，已为给定的概率，η为除新节点外当前移动自组织网络中存在的节点个数； (2)新节点计算并设置自身的发射功率，发射功率P= (Eelec+ ε amp*d2)*B，其中，Eele。表示无线电消耗，ε amp是一个系数，d为步骤(I)中得到的初始通讯半径，B为节点的信号带宽； (3)新节点以步骤(2)中得到的发射功率P进行广播，在新节点的数据区内定义发射功率是否需要调整的标记Flag1，其初值为O，当接收到返回报文后设为I不再变化。同时，在新节点的广播报文中携带发射功率P和是否需要调整网络中节点发射功率的标记Flag2,Flag2的初值为O，当功率P收敛到最终值时设为I ; (4)移动自组织网络中的其他节点接收到新节点的广播报文后，发送返回报文到新节点，返回报文包括是否调整新加入节点的发射功率的标记Flag3，报文的返回及标记Flag3的取值方法为如果Flag2 = I,则令Flag3= I,否则Flag3 = O,同时接收到报文的节点其发射功率也应作如下变化: 如果P1M1 ^ P，则当前节点以自身的发射功率Pltrcal发送返回报文； 如果P^al < P且Flag3幸1，则当前节点将发射功率临时调整为新节点的发射功率P后向新节点发送返回报文，然后将发射功率调整回自身的发射功率Pltxal; 如果Pltrcal < P且Flag3 = I，则当前节点将发射功率调整为新节点的发射功率P后向新节点发送返回报文； (5)新节点接收到返回报文,令Flag1= I ;如果Flag3^ I,则微调步骤(I)中的通信半径为d-Ad，重新顺序执行步骤(2)、(3)、(4)和(5);如果Flag3 = 1，则完成移动自组织网络中节点的功率微调。
2.根据权利要求1所述的移动自组织网络中分布式节点功率控制方法，其特征在于，步骤(3)中新节点进行广播后，如果一段时间后，没有接受到任何返回报文，且Flag1 = 1，微调新节点的通讯半径d+Λ d，重新计算新节点的发射功率P，并将新节点的发射功率设定为P不再改变，同时令Flag2 = 1，重新顺序执行步骤(3)、(4)和(5)。
3.根据权利要求1所述的移动自组织网络中分布式节点功率控制方法，其特征在于，步骤(3)中新节点进行广播后，如果一段时间后，没有接受到任何返回报文，且Flag1 = O,微调新节点的通讯半径d+Ad，重新计算新节点的发射功率P，重新顺序执行步骤(3)、(4)和(5)。
全文摘要
本发明公开了移动自组织网络中分布式节点功率控制方法，按如下步骤进行(1)新节点成功加入移动自组织网络计算自身的初始通讯半径；(2)新节点计算并设置自身的发射功率，发射功率P＝(Eelec+εamp*d2)*B；(3)新节点发送广播报文；(4)移动自组织网络中的其他节点接收到新节点的广播报文后，发送返回报文到新节点，返回报文包括是否调整新加入节点的发射功率的标记Flag3；(5)新节点接收到返回报文，如果Flag3≠1，则微调步骤(1)中的通信半径为d-Δd，重新顺序执行步骤(2)、(3)、(4)和(5)；如果Flag3＝1，则完成移动自组织网络中节点的功率微调。本发明使得节点的功率能够快速的收敛到最终值，保证了功率控制的效率，同时保证网络的连通性，延长网络的生存周期。
文档编号H04W84/18GK103179655SQ20131011894
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者陶军, 朱利旻, 刘莹, 肖鹏 申请人:东南大学