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，特別涉及一種應(yīng)用于車路協(xié)同通信系統(tǒng)中的功率控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]車路協(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、干擾等問題。
[0003]目前，車路協(xié)同通信系統(tǒng)中，比較典型的功率控制機(jī)制采用車聯(lián)網(wǎng)分布式公平功率調(diào)整(Distributed Fair Power Adjustment for Vehicular networks, D-FPAV)算法，該算法通過分布式、異步的、保證公平性的處理，適用于車路協(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(Carrier Sense, 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)荷門限(即最大信標(biāo)負(fù)荷MBL，Max Beaconing Load)和功率調(diào)整步長ε，MBL和ε的設(shè)置方式同車聯(lián)網(wǎng)公平功率調(diào)整(Fair Power Adjustment for Vehicular networks,FPAV)o
[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MBL限制的情況下，利用功率調(diào)整步長ε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)U」，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)+的集合；節(jié)點(diǎn)ui收集所有關(guān)于+ e I (MAX, i)的發(fā)送的評(píng)估功率Pp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,min Uj e I (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(Communicat1n Range, 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，算法過程滿足Max-Min原則，可用于車路協(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ALOHA(Mobile Slotted Aloha，MS-AL0HA)機(jī)制為例進(jìn)行說明?；跁r(shí)隙占用信息交互的時(shí)分車路協(xié)同通信系統(tǒng)不限于此系統(tǒng)，也可以是其他系統(tǒng)。MS-ALOHA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-ALOHA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O?N-1，在幀之間循環(huán)往復(fù)。每個(gè)slot中只允許一個(gè)車輛進(jìn)行發(fā)送消息，即車輛之間為時(shí)分復(fù)用接入(Time Divis1nMultiple Access, TDMA)模式。車輛在所占用的時(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)送巾貞信息(Frame Informat1n, FI),在FI中會(huì)指示一個(gè)巾貞中各個(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-ALOHA機(jī)制的基本思想是:當(dāng)節(jié)點(diǎn)(如車載終端)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要通過監(jiān)聽幀中的空閑時(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)(SourceTemporary Identifier, 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):00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(簡稱為兩跳節(jié)點(diǎn)占用)，01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)通過監(jiān)聽相鄰一跳的節(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]D-FPAV算法中，需要轉(zhuǎn)發(fā)CS范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率和位置信息，但采用D-FPAV算法計(jì)算節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率時(shí)，只使用評(píng)估功率為最小值的節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，使得節(jié)點(diǎn)間傳輸大量的冗余信息。以節(jié)點(diǎn)為粒度交互信息，控制信息開銷大，并且與節(jié)點(diǎn)數(shù)目相關(guān)，在高密度情況下，控制信息開銷可達(dá)到41.4% ;另外，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。
[0015]綜上所述，目前的D-FPAV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)的發(fā)射功率的確定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種功率控制方法和裝置，解決了目前的D-FPAV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)的發(fā)射功率確定的問題。
[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]在每個(gè)設(shè)定的功率控制信息交互周期內(nèi)，第一節(jié)點(diǎn)接收與自身相距一跳的第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的評(píng)估功率信息；
[0019]在當(dāng)前功率控制信息交互周期內(nèi)，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的評(píng)估功率以及接收到的所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的評(píng)估功率信息，確定自身在下一個(gè)功率控制信息交互周期內(nèi)的發(fā)射功率；以及，
[0020]在下一個(gè)功率控制信息交互周期到達(dá)時(shí)，所述第一節(jié)點(diǎn)采用所確定的發(fā)射功率向各第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送評(píng)估功率信息；
[0021]其中，所述評(píng)估功率信息包括節(jié)點(diǎn)自身的評(píng)估功率，和/或，與該節(jié)點(diǎn)相距設(shè)定跳數(shù)且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率。
[0022]作為第一種實(shí)現(xiàn)方式，在每個(gè)設(shè)定的功率控制信息交互周期內(nèi)，第一節(jié)點(diǎn)接收與自身相距一跳的第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的評(píng)估功率信息，包括:
[0023]所述第一節(jié)點(diǎn)接收所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的該第二節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率；以及，所述第一節(jié)點(diǎn)接收所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的與該第二節(jié)點(diǎn)相距一跳且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率。
[0024]該方式下，所述方法還包括:
[0025]在每個(gè)所述功率控制信息交互周期內(nèi)，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的該第二節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率，更新自身維護(hù)的該第二節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率；以及，
[0026]在每個(gè)所述功率控制信息交互周期內(nèi)，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的與該第二節(jié)點(diǎn)相距一跳且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率，更新自身維護(hù)的該節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率。
[0027]該方式下，在當(dāng)前功率控制信息交互周期內(nèi)，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的評(píng)估功率以及接收到的所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的評(píng)估功率信息，確定自身在下一個(gè)功率控制信息交互周期內(nèi)的發(fā)射功率，包括:
[0028]所述第一節(jié)點(diǎn)從自身的評(píng)估功率、每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的自身的評(píng)估功率、以及每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的與該第二節(jié)點(diǎn)相距一跳且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率中，選擇最小的評(píng)估功率作為自身在下一個(gè)功率控制信息交互周期內(nèi)的發(fā)射功率。
[0029]該方式下，在下一個(gè)功率控制信息交互周期到達(dá)時(shí)，所述第一節(jié)點(diǎn)采用所確定的發(fā)射功率向各第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送評(píng)估功率信息，包括:
[0030]在下一個(gè)功率控制信息交互周期到達(dá)時(shí)，所述第一節(jié)點(diǎn)采用所確定的發(fā)射功率向各第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送自身的評(píng)估功率、以及所述第一節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所維護(hù)的相距一跳且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率。
[0031]作為第二種實(shí)現(xiàn)方式，所述第一節(jié)點(diǎn)接收與自身相距一跳的第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的評(píng)估功率信息，包括:
[0032]所述第一節(jié)點(diǎn)接收所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的該第二節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率；以及，所述第一節(jié)點(diǎn)接收所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的與該第二節(jié)點(diǎn)相距一跳且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率、以及與該第二節(jié)點(diǎn)相距兩跳且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率。
[0033]該方式下，所述方法還包括:
[0034]在每個(gè)所述功率控制信息交互周期內(nèi)，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的該第二節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率，更新自身維護(hù)的該第二節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率；以及，
[0035]在每個(gè)所述功率控制信息交互周期內(nèi)，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的與該第二節(jié)點(diǎn)相距一跳且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率，更新自身維護(hù)的該節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率；以及所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的與該第二節(jié)點(diǎn)相距兩跳且評(píng)估功率值最小的節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率，更新自身維護(hù)的該節(jié)點(diǎn)的評(píng)估功率。
[0036]該方式下，在當(dāng)前功率控制信息交互周期內(nèi)，所述第一節(jié)點(diǎn)根據(jù)自身的評(píng)估功率以及接收到的所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的評(píng)估功率信息，確定自身在下一個(gè)功率控制信息交互周期內(nèi)的發(fā)射功率，包括:
[0037]所述第一節(jié)點(diǎn)從自身的評(píng)估功率、每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的自身的評(píng)估功率、每個(gè)所述第二節(jié)點(diǎn)發(fā)送的