[發明專利]一種M2M通信網絡關聯及功率分配算法有效
| 申請號: | 201710757500.3 | 申請日: | 2017-08-29 |
| 公開(公告)號: | CN107484111B | 公開(公告)日: | 2021-05-11 |
| 發明(設計)人: | 柴蓉;馬張楓;陳前斌 | 申請(專利權)人: | 重慶郵電大學 |
| 主分類號: | H04W4/70 | 分類號: | H04W4/70;H04W52/22;H04W52/24;H04W52/26 |
| 代理公司: | 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275 | 代理人: | 趙榮之 |
| 地址: | 400065 *** | 國省代碼: | 重慶;50 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 m2m 通信 網絡 關聯 功率 分配 算法 | ||
本發明涉及一種M2M通信網絡關聯及功率分配算法,屬于異構網絡資源分配技術領域。該方法包括以下步驟:步驟1)建模M2M網絡能耗;步驟2)建模M2M設備資源塊接入概率;步驟3)建模M2M設備傳輸速率;步驟4)建模M2M設備網絡關聯及功率分配限制條件;步驟5)基于網絡能耗最小化確定M2M設備網絡關聯及功率分配策略。本發明所述方法通過優化設計網絡關聯及發送功率策略,可實現網絡能耗最小化。
技術領域
本發明屬于無線通信技術領域,特別涉及異構網絡資源分配技術領域,具體為一種M2M通信網絡關聯及功率分配算法。
背景技術
機器間(Machine-to-Machine,M2M)通信是指設備在沒有人為干預情況下,實現機器對機器之間的通信過程。M2M通信方式應用范圍機器廣泛,已經被大量應用于智能電網、智能設備、遠程監控、智能醫療,智能交通等領域。通常M2M設備體積較小,對電池的大小與電量均有一定的限制。其次,M2M設備數量多,范圍廣,通常部署在某些情況相對惡劣的場景中,因此,電池難以更換。因此,如何盡可能減小M2M設備的能耗,是M2M通信系統的重要課題。
目前已有研究考慮通過M2M通信能耗優化問題。文獻Park I,Kim D,Har D.MACAchieving Low Latency and Energy Efficiency in Hierarchical M2M Networks WithClustered Nodes[J].IEEE Sensors Journal,2015,15(3):1657-1661,針對M2M通信系統,提出了一種分層介質訪問控制(MAC)協議,以實現節點平均延遲及能耗降低。文獻Arouk O,Ksentini A,Taleb T.Group.Paging-Based Energy Saving for Massive MTC Accessesin LTE and Beyond Networks[J].IEEE Journal on Selected Areas inCommunications,2016,34(5):1086-1102中針對M2M通信系統大量用戶接入問題,提出了一種流量分散的方法,通過對M2M設備分組,各組設備在不同時間接入信道,可實現信道高接入率,降低信道的接入時延與功耗。
現有研究主要通過MAC協議及隨機接入機制設計實現M2M設備能耗降低,未能綜合考慮用戶隨機接入、網絡關聯及功率分配策略對設備能耗的影響問題,難以實現網絡性能優化。
發明內容
有鑒于此,本發明的目的在于提供一種M2M通信系統網絡關聯及功率分配算法,在該方法中,若M2M設備位于多個網絡融合覆蓋區域,可選擇與合適的網絡建立關聯;建模設備聯合能耗為優化目標,實現設備選擇網絡、設備發送功率的聯合優化分配。
為達到上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種M2M通信網絡關聯及功率分配算法,包括以下步驟,
步驟1)建模M2M網絡能耗;
步驟2)建模M2M設備資源塊接入概率;
步驟3)建模M2M設備傳輸速率;
步驟4)建模M2M設備網絡關聯及功率分配限制條件;
步驟5)基于網絡能耗最小化確定M2M設備網絡關聯及功率分配策略。
進一步,在步驟1)中,所述M2M網絡能耗為所有接入網絡的M2M設備的能耗和滿足如下關系,
其中,w為所有接入網絡的M2M設備的能耗和,wi,j為第i個M2M設備與第j個網絡關聯時對應的能耗,M為網絡中的M2M設備總數,N為網絡中的M2M網絡總數,且1≤i≤M,1≤j≤M,xi,j為M2M設備與網絡的關聯標識,當第i個設備與第j個網絡關聯時xi,j=1,否則xi,j=0;
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