CN103517393A - 基于异构网络的功率控制的组网方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于异构网络的功率控制的组网方法。根据本发明所述方法，先将位于第一网络且能与第二网络中的节点进行通信的通信设备，作为所述第二网络中的一个所述节点；基于所述第二网络中的每一个所述节点所覆盖的通信范围、以及各所述节点之间的位置关系，来确定各所述节点之间进行组网通信的概率；接着基于各所述概率、以及每一个所述概率对应的所述节点进行通信的条件信息，来确定能与所述通信设备进行组网通信的各所述节点进行组网通信的功率值，并基于所确定的每一个所述节点所对应的功率值生成功率控制表；并将所述功率控制表发送至所述通信设备。由此，使得所述第二网络中的各节点以适当的功率值进行组网。

Description

基于异构网络的功率控制的组网方法

技术领域

本发明涉及一种组网方法，特别是涉及一种基于异构网络的功率控制的组网方法。 

背景技术

近年来，由于通信技术的飞速发展，使越来越多的无线通信系统为用户提供了各种异构网络环境。无线传感网（如Zigbee），无线个域网（如Bluetooth），无线局域网（如Wi-Fi）,公众移动通信网（如2G，3G）等通信网络日臻成熟。上述网络为用户提供了无处不在，无时不在的信息通信服务。而为了给用户提供更好的接入服务，使网络具有更优的拓扑结构及可扩展性，实现真正意义上的自组织，自适应，并实现具有端到端服务质量（QoS）保证的服务，异构网络从异构到融合成为不可避免的发展趋势。目前为止，异构网络融合技术中如何最高效的利用彼此网络的优势，优化蜂窝网及传感网的接入及数据传输，改善传感网能耗问题，延长网络的生命周期是目前异构网络融合技术研究中的重点方向。 

在无线传感网络中，我们能通过减少通信竞争冲突来达到高吞吐量。其中一种方法就是通过自适应的调节每个传感节点的发射功率。因为无线传感网络中中的节点用最大发射功率发射在扩大传感节点覆盖范围的同时也增加了节点间的干扰，影响吞吐量。在先前研究中有一些自适应的功率控制机制来实现最优吞吐量，延长网络生命周期。 

例如，本地平均算法（LMA,Local Mean Algorithm)通过周期性地对节点的发射功率在关联网络拓扑的基础上进行调节，实现降低节点能耗。首先设定每一个节点都有一个ID标识符，LMA算法的实现步骤如下： 

1.LMA机制定义了节点度，指示下一跳邻居节点的个数，定义了节点度得最大阈值T_max和最小阈值T_min。每个节点在算法开始时有相同的发射功率P_TO，并周期性地对外广播发送一个包含自身ID标识的Beacon消息。 

2.网络中的其他节点接收到Beacon消息后，回复一个也包含自身ID标识的Beacon应答消息。 

3.最初广播发送Beacon消息的节点在下一次重新广播发送Beacon消息之前，计算出接收到的Beacon应答消息的具体数目，这个数目就是该节点的节点度NodeResp。 

4.如果NodeResp>T_max,则节点广播发送Beacon消息时的发射功率减小，但仍然要满 足P>B_minP_TO,这里的P表示节点的发送功率，并且遵从以下关系式： 

P=max{B_minP_TO,A_dec[1-(NodeResp-T_max)]P_TO} 

式中，B_min和A_dec是两个可调参数，通过设置来调整功率调节的精度和范围。 

如果NodeResp<T_min,则节点广播发送Beacon消息时发射功率要增大，发射功率的适宜值满足P≤B_maxP_TO，同时满足以下关系式： 

P=min{B_maxP_TO,A_in[1-(T_min-NodeResp)]P_TO} 

式中，B_max和A_in是两个调整功率调节精度和范围的参数。 

由上述实例可以看出现有的功率算法存在以下限制：一方面，先前的方法都是依靠没有资源限制的理想化的控制机制，例如存储能力，计算能力及电池续航能力等来设定初始的功率值，这无法适用于实际工作环境中；另一方面，节点本身在拓扑和网络信息上存在局限性，无法获取网络的全局信息，故在组网过程中，消耗了大量的储备能量来计算发射功率的适宜值。 

因此，需要对现有的组网方法进行改进。 

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于异构网络的功率控制的组网方法，以减少传感网组网时的功率消耗。 

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于异构网络的功率控制的组网方法，其包括：1）将位于第一网络且能与第二网络中的节点进行通信的通信设备，作为所述第二网络中的一个所述节点；基于所述第二网络中的每一个所述节点所覆盖的通信范围、以及各所述节点之间的位置关系，来确定各所述节点之间进行组网通信的概率，其中，所覆盖的通信范围包括不确定通信的范围和所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围；2）基于各所述概率、以及每一个所述概率对应的所述节点进行组网通信的条件信息，来确定能与所述通信设备进行组网通信的各所述节点进行组网通信的功率值，并基于所确定的每一个所述节点所对应的功率值生成功率控制表；3）将所述功率控制表发送至所述通信设备，以使所述通信设备以所述功率控制表中对应的功率值来发送包含所述功率控制表的组网信息，进而由接收到所述组网信息的各所述节点基于所述功率控制表中对应的功率值来逐级发送所述组网信息，以使所述第二网络中的相应的所述节点与所述通信设备进行组网通信。 

优选地，所述步骤3）包括：将所述功率控制表封装在信令中，并将所述信令发送至所述通信设备。 

优选地，所述步骤1）还包括：1-1）基于所述异构网络覆盖范围内的影响通信的因素来取得不确定通信的范围；1-2）以所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围减去所述不确定通信的范围之间的区域，来确定为所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率为1；以所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围加上所述不确定通信的范围以外的区域，来确定所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率为0；其他区域内所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率在（0,1）之间。 

优选地，所述概率采用预定的概率特征模型来取得，其中，所述预定的概率特征模型为： 

${\mathrm{pr}}_{(s,p)}=\left\{\begin{array}{cc}1,& d(s,p)\&le;r-r_e\\ e^{-\mathrm{\&lambda;}{a}^{\mathrm{\&beta;}}},& r-r_e<d(s,p)<\\ 0,& d(s,p)\&GreaterEqual;r+r_e\end{array},r+r_e\right.$

其中，pr_(s，p)表示所述节点S和所述节点P之间成功通信的概率； 

d(s,p)表示所述节点S和所述节点P之间的距离； 

r表示所述节点S在无干扰环境下的所能覆盖的通信范围的半径； 

r_e(r_e<r)表示不确定通信范围的半径； 

a=d(s,p)-(r-r_e)，表示随所述节点S与所述节点P之间的距离增加而导致信号衰减的衰减度； 

λ和β表示所述节点S和所述节点P之间距离在[r-r_e,r+r_e]之间时，成功通信的概率。 

优选地，所述条件信息至少包括：所述第二网络中的所述节点的数量、无干扰情况下所述节点所覆盖的通信范围的半径、不确定通信范围的半径、所述节点之间的距离、各所述节点所剩余的能量、利用所述通信设备建立组网的范围、所述第二网络单路径的最大跳数、进行组网范围内的影响通信的因素、各所述节点发送所述组网信息的功率值。 

优选地，所述功率值采用预定函数来表示，其中，所述预定函数为： 

$r_i=F\{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{pr}}_{(i,j)},r_e,\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{(i,j)},{\mathrm{Er}}_i,R,D_{\max }\}$ (1≤i≤N)和 

Po_i=f(BA_charact,r_i)                                              (1≤i≤N) 

其中，N表示所述第二网络中的所述节点的数量，n=N-1； 

r_i表示无干扰情况下所述节点i所覆盖的通信范围的半径； 

pr_(i,j)表示所述节点i和所述节点j之间的成功通信概率； 

r_e表示不确定通信范围的半径； 

d(i,j)表示所述节点i和所述节点j之间的距离； 

Er_i表示所述节点i所剩余的能量； 

R表示预设的利用所述通信设备建立组网的范围； 

D_max表示预设的所述第二网络单路径的最大跳数； 

BA_charact表示建立组网范围内的影响通信的因素； 

Poi表示所述节点i发送所述组网信息的功率值。 

优选地，所述方法还包括：基于统计各所述节点的服务质量来调整部分所述节点的功率值，以更新所述功率控制表，并将更新的所述功率控制表通过所述通信设备发送至组网范围内的其他所述节点。 

优选地，所述第二网络为能以盲区方式存在的自组织网络。 

如上所述，本发明的基于异构网络的功率控制的组网方法，具有以下有益效果：能够基于所述节点与其他节点进行组网通信的概率、所述节点所覆盖的通信范围、以及所述节点剩余的能量来确定所述节点进行组网通信的功率值，能够大大减少各所述节点进行组网通信时调整发送功率所带来的能量消耗，使所述第二网络中的各节点以最适合的功率值将组网信息予以发送；同时，极大地缩短了组网的时间。 

附图说明

图1显示为本发明的基于异构网络的功率控制的组网方法的流程图。 

图2显示为本发明的基于异构网络的功率控制的组网方法中确定所述节点与其他节点进行组网通信的概率的网络示意图。 

图3显示为本发明的基于异构网络的功率控制的组网方法中建立组网时所述功率控制表传输的网络示意图。 

图4显示为本发明的基于异构网络的功率控制的组网方法中调整部分所述节点的功率值的网络示意图。 

图5显示为本发明的基于异构网络的功率控制的组网方法中组网系统所构建的信令格式示意图。 

元件标号说明 

1                          网络设备 

21                         通信设备 

22                         节点 

S1~S3                      步骤 

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。 

图1显示为本发明的基于异构网络的功率控制的组网方法的流程图。其中，所述组网方法主要由组网系统来执行，所述组网系统为安装在网络设备中的应用模块，该网络设备为一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备，其包括但不限于：基站、eNodB等等。 

在步骤S1中，所述组网系统将位于第一网络且能与第二网络中的节点进行通信的通信设备，作为所述第二网络中的一个所述节点；基于所述第二网络中的每一个所述节点所覆盖的通信范围、以及各所述节点之间的位置关系，来确定各所述节点之间进行组网通信的概率，其中，所覆盖的通信范围包括不确定通信的范围和所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围。 

其中，所述第二网络包括任何一种能以盲区方式存在的网络，优选地，所述第二网络为能以盲区方式存在的自组织网络，例如，无线传感网等。所述第一网络包括任何一种不同于所述第二网络且能与所述第二网络融合的网络，优选地，包括但不限于移动蜂窝网络、无线宽带网络等。所述通信设备包括任何一种既能以第一网络的通信协议收发信息、也能以第二网络的通信协议收发信息的设备，优选地，包括但不限于双模手机、双模PDA等。 

具体地，所述组网系统基于所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信的范围、预设的不确定通信的范围、以及确定不通信的范围来确定所述节点与其他所述节点进行组网通信的概率。 

例如，如图2所示，所述节点A在无干扰环境下所能覆盖的通信范围的半径r为10m，所述节点a1与所述节点A的距离为2m，所述节点a2与所述节点A的距离为8m、所述节点a3与所述节点A的距离为15m，预设的不确定通信的范围的半径为5m，则所述组网系统确定 位于通信范围的半径在[0m,5m]范围内的所述节点a1与所述节点A进行组网通信的概率为1；确定位于通信范围的半径在(5m,10m]范围内的所述节点a2与所述节点A进行组网通信的概率为0.8；确定位于通信范围的半径在10m以外的所述节点a3与所述节点A进行组网通信的概率为0。 

优选地，所述步骤S1还包括：步骤S11、步骤S12。 

在步骤S11中，所述组网系统基于所述异构网络覆盖范围内的影响通信的因素来取得不确定通信的范围。其中，所述影响通信的因素包括任何能够影响所述节点的通信范围的因素，其包括但不限于雨衰因子，多径衰落因子等。 

所述组网系统基于所述异构网络覆盖范围内的影响通信的因素来取得所述节点不确定通信的范围的方式包括但不限于：1）基于一项所述因素来取得不确定通信的范围。例如，所述组网系统基于预设的多径衰落因子10与不确定通信范围的半径的对应信息，来确定所述不确定通信范围的半径为1/3r。2）先基于预设的每一项所述因素的权重来取得影响通信的因素的度量值，再基于预设的所述度量值与不确定通信范围的半径的对应信息，来确定所述不通信范围的半径。例如，预设的雨衰因子的权重为2、多径衰落因子的权重为3，所述组网系统取得的雨衰因子为5、多径衰落因子为12，则所述组网系统取得的所述度量值为2*5+3*12=46，并基于预设的所述度量值与不确定通信范围的半径的对应信息，取得所述不确定通信的范围在1/4r之间。其中，r为各所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围的半径。 

在步骤S12中，所述组网系统以所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围减去所述不确定通信的范围之间的区域，来确定为所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率为1；以所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围加上所述不确定通信的范围以外的区域，来确定所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率为0；其他区域内所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率在（0,1）之间。 

其中，所述组网系统基于预设的概率特征模型来确定其他区域内所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率。 

例如，所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围的半径为r，不确定通信的范围的半径为re，则所述组网系统将（r-re，r+re）区域十等分，在该区域内的其他节点每远离所述节点一等分的距离，其进行组网的概率就减少10%。 

优选地，所述预定的概率特征模型为： 

${\mathrm{pr}}_{(s,p)}=\left\{\begin{array}{cc}1,& d(s,p)\&le;r-r_e\\ e^{-\mathrm{\&lambda;}{a}^{\mathrm{\&beta;}}},& r-r_e<d(s,p)<\\ 0,& d(s,p)\&GreaterEqual;r+r_e\end{array},r+r_e\right.$

pr_(s，p)表示所述节点S和所述节点P之间成功通信的概率； 

d(s,p)表示所述节点S和所述节点P之间的距离； 

r表示所述节点S在无干扰环境下的所能覆盖的通信范围的半径； 

r_e(r_e<r)表示不确定通信范围的半径； 

a=d(s,p)-(r-r_e)，表示随所述节点S与所述节点P之间的距离增加而导致信号衰减的衰减度； 

λ和β表示所述节点S和所述节点P之间距离在[r-r_e,r+r_e]之间时，成功通信的概率。 

在步骤S2中，所述组网系统基于各所述概率、以及每一个所述概率对应的所述节点进行组网通信的条件信息，来确定能与所述通信设备进行组网通信的各所述节点进行组网通信的功率值，并基于所确定的每一个所述节点所对应的功率值生成功率控制表。 

其中，所述条件信息包括任何能影响所述节点与其他所述节点进行通信的信息，其包括但不限于：所述第二网络中的所述节点的数量、无干扰情况下所述节点所覆盖的通信范围的半径、不确定通信范围的半径、所述节点之间的距离、各所述节点所剩余的能量、利用所述通信设备建立组网的范围、所述第二网络单路径的最大跳数、进行组网范围内的影响通信的因素、所述节点发送所述组网信息的功率值等。 

具体地，所述组网系统预先基于所述概率以及所述节点能与其他所述节点进行通信的条件信息，来建立一预定函数，再基于所述预定函数来确定能与所述通信设备进行组网通信的各所述节点进行组网通信的功率值。 

例如，所述第二网络中有60个所述节点和一个所述通信设备，所述组网系统基于所述预定函数来确定能够与所述通信设备进行组网通信的30个所述节点的功率值，并将30个所述节点和所述通信设备各自所对应的功率值生成功率控制表。 

优选地，所述预定函数为： 

$r_i=F\{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{pr}}_{(i,j)},r_e,\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{(i,j)},{\mathrm{Er}}_i,R,D_{\max }\}$ (1≤i≤N)和 

Po_i=f(BA_charact,r_i)                                                (1≤i≤N) 

其中，N表示所述第二网络中的所述节点的数量，n=N-1； 

r_i表示无干扰情况下所述节点i所覆盖的通信范围的半径； 

pr_(i,j)表示所述节点i和所述节点j之间的成功通信概率； 

r_e表示不确定通信范围的半径； 

d(i,j)表示所述节点i和所述节点j之间的距离； 

Er_i表示所述节点i所剩余的能量； 

R表示预设的所述通信设备能够组网的范围； 

D_max表示预设的所述第二网络单路径的最大跳数； 

BA_charact表示所述通信设备进行组网范围内的影响通信的因素； 

Poi表示所述通信设备发送所述组网信息的功率值。 

由此，所述组网系统能够取得与所述通信设备进行组网通信的每一个所述节点所对应的功率值，并生成所述功率控制表。其中，所述功率控制表的形式包括但不限于：文本形式、XML格式等。 

在步骤S3中，所述组网系统将所述功率控制表发送至所述通信设备。 

具体地，所述组网系统先将所述功率表发送至所述通信设备，接着，所述通信设备以所述功率控制表中对应的功率值来发送包含所述功率控制表的组网信息，进而由接收到所述组网信息的各所述节点基于所述功率控制表中对应的功率值来逐级发送所述组网信息，以使所述第二网络中的各节点进行组网通信。 

例如，如图3所示，所述组网系统将所述功率控制表发送至作为节点的所述通信设备D，所述通信设备D以所述功率控制表中对应所述通信设备D的功率值p来广播包含所述功率控制表的组网信息，故位于p发射功率覆盖范围之内的所述节点d1接收到该组网信息，其中，所述节点d1一方面基于所述组网信息与所述通信设备D进行组网通信，另一方面以所述功率控制表中对应所述节点d1的功率值p1来继续广播所述组网信息；随后，位于p1功率覆盖范围之内的其他所述节点d2基于所接收到所述组网信息进行组网通信、并继续发送所述组网信息，……如此使所述第二网络中的各所述节点之间进行组网通信。 

优选地，所述步骤S3还包括步骤S31。 

在步骤S31中，所述组网系统将所述功率控制表封装在信令中，并将所述信令发送至所述通信设备。 

例如，所述组网系统确定与所述通信设备进行组网通信的各所述节点的网络地址以及每 一个节点的功率值，则所述组网系统构建的信令格式如图5所示。 

其中，GW-UE ID表示所述通信设备在所述第二网络中的16位网络地址； 

GW-UE Power Control Grade表示所述通信设备发送SYNC/RTS/CTS/ACK等组网信息所需的功率值（即最小发射功率）； 

Node NUM表示所述节点的总数； 

Node n power grade information Unit中n表示除所述通信设备以外的所述节点的数量，其包括： 

Node Address表示除所述通信设备以外的所述节点的64位地址； 

Node Power Control Grade表示除所述通信设备以外的所述节点发送SYNC/RTS/CTS/ACK等组网信息所需的功率值（即最小发射功率）。 

接着，所述组网系统将所述信令发送至所述通信设备，所述通信设备以所述信令中的GW-UE Power Control Grade值为最小发射功率向所述第二网络中广播包含所述功率控制表的信令，以便所述信令中的其他所述节点接收到所述信令后与所述通信设备进行组网通信，并继续以所述信令中包含的相应的功率值广播组网信息。 

作为一种优选方案，当各所述节点依据本发明所述方法进行组网通信后，所述组网系统还执行步骤S4（未予图示）。 

在步骤S4中，所述组网系统基于统计各所述节点的服务质量来调整部分所述节点的功率值，以更新所述功率控制表，并将更新的所述功率控制表通过所述通信设备发送至组网范围内的其他所述节点。其中，所述服务质量包括任何表示所述节点服务质量的指标，其包括但不限于：网络延时、所述节点的负载、网络吞吐量、丢包率等。 

所述组网系统获取各所述节点的服务质量的方式包括但不限于：1）由各所述节点定时的将各自的所述服务质量直接发送至所述组网系统。2）各所述节点基于之前进行组网通信时取得的路径定时地将自身的所述服务质量提供给所述组网系统。例如，所述节点e1将所述服务质量M发送至其上一跳数的所述节点e2，所述节点e2将所述服务质量M发送至上一跳数的所述通信设备E，接着由所述通信设备E将所述服务质量M提供给所述组网系统。 

所述组网系统基于统计各所述节点的服务质量来调整部分所述节点的功率值的方式包括 但不限于： 

1）基于统计各所述节点的一项服务质量超出预设范围来调整部分所述节点的功率值。例如，如图4所示，所述节点f1的服务质量仅包含网络延时50ms，则所述组网系统基于所述节点f1的网络延时超出预设的网络延时阈值，将所述节点f1的上一跳节点f2的功率值调小，以使所述节点f2不能与所述节点f1进行组网通信，同时将所述节点f1附近的节点f3的功率值调大，以使所述节点f3与所述节点f1进行组网通信，并更新所述功率控制表。 

2）先基于统计各所述节点的多项服务质量来取得各所述节点的服务质量的评价值，再基于所述服务质量的评价值来调整部分所述节点的功率值。例如，所述组网系统获取的所述节点g1的服务质量包括：网络延时50ms、网络抖动30ms，预设的网络延时的权重为1、网络抖动的权重为2，则所述组网系统先取得所述节点g1的服务质量的评价值为1*50+2*30=110，再基于所述评价值大于预设的评价值90，将所述节点g1的上一跳节点g2的功率值调小，以使所述节点g2不能与所述节点g1进行组网通信，同时将所述节点g1附近的节点g3的功率值调大，以使所述节点g3与所述节点g1进行组网通信，并更新所述功率控制表。 

所述组网系统再将更新后的所述功率控制表通过所述通信设备发送至其他所述节点。 

需要说明的是，本领域技术人员应该理解，上述将更新后的所述功率控制表通过所述通信设备发送至其他所述节点的方式与前述步骤S2中的将更新后的所述功率控制表通过所述通信设备发送至其他所述节点，以使所述通信设备以所述功率控制表中对应的功率值来发送包含所述功率控制表的组网信息，进而由接收到所述组网信息的各所述节点基于所述功率控制表中对应的功率值来逐级发送所述组网信息，以使所述第二网络中的各节点进行组网通信的方式相同或相似，在此不再详述。 

在进行组网通信后，各所述节点基于自身发送所述组网信息的功率值、所述节点的下一跳节点接收所述组网信息的功率值、以及组网时所述节点所探测并正确解码信号的最小能量阈值来确定所述节点向每一个下一跳节点发送数据的功率值。 

具体地，所述节点基于公式（1）来取得向每一个下一跳节点发送数据的功率值。 

Pm=Pt*Rt/Pr     公式（1） 

其中，Pt表示源节点的发射功率，即控制功率等级； 

Rt表示能探测并正确解码信号的最小能量阈值； 

Pr表示目的节点的接收功率。 

优选地，所述节点基于公式（2）来取得向每一个下一跳节点发送数据的功率值。 

Pm=C*Pt*Rt/Pr   公式（2） 

其中，C表示调整系数，由实际测试得到。 

由此，所述第二网络中的各所述节点能够以适合的功率传送数据，以减少不必要的能量和信道资源的消耗。 

综上所述，本发明的基于异构网络的功率控制的组网方法，基于所述节点与其他节点进行组网通信的概率、所述节点所覆盖的通信范围、以及所述节点剩余的能量来确定所述节点进行组网通信的功率值，能够大大减少各所述节点进行组网通信时调整发送功率所带来的能量消耗，使所述第二网络中的各节点以最适合的功率值将组网信息予以发送；同时，极大地缩短了组网的时间。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。 

Claims (8)

1.一种基于异构网络的功率控制的组网方法，其特征在于，所述方法至少包括：

1）将位于第一网络且能与第二网络中的节点进行通信的通信设备，作为所述第二网络中的一个所述节点；基于所述第二网络中的每一个所述节点所覆盖的通信范围、以及各所述节点之间的位置关系，来确定各所述节点之间进行组网通信的概率，其中，所覆盖的通信范围包括不确定通信的范围和所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围；

2）基于各所述概率、以及每一个所述概率对应的所述节点进行组网通信的条件信息，来确定能与所述通信设备进行组网通信的各所述节点进行组网通信的功率值，并基于所确定的每一个所述节点所对应的功率值生成功率控制表；

3）将所述功率控制表发送至所述通信设备，以使所述通信设备以所述功率控制表中对应的功率值来发送包含所述功率控制表的组网信息，进而由接收到所述组网信息的各所述节点基于所述功率控制表中对应的功率值来逐级发送所述组网信息，以使所述第二网络中的相应的所述节点与所述通信设备进行组网通信。

2.根据权利要求1所述的基于异构网络的功率控制的组网方法，其特征在于，所述步骤3）还包括：

将所述功率控制表封装在信令中，并将所述信令发送至所述通信设备。

3.根据权利要求1所述的基于异构网络的功率控制的组网方法，其特征在于，所述步骤1）还包括：

基于所述异构网络覆盖范围内的影响通信的因素来取得不确定通信的范围；

以所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围减去所述不确定通信的范围之间的区域，来确定为所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率为1；以所述节点在无干扰环境下所能覆盖的通信范围加上所述不确定通信的范围以外的区域，来确定所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率为0；其他区域内所述节点与其他节点之间进行组网通信的概率在（0,1）之间。

4.根据权利要求3所述的基于异构网络的功率控制的组网方法，其特征在于，所述概率采用预定的概率特征模型来取得，其中，所述预定的概率特征模型为：

${\mathrm{pr}}_{(s,p)}=\left\{\begin{array}{cc}1,& d(s,p)\&le;r-r_e\\ e^{-\mathrm{\&lambda;}{a}^{\mathrm{\&beta;}}},& r-r_e<d(s,p)<\\ 0,& d(s,p)\&GreaterEqual;r+r_e\end{array},r+r_e\right.$

其中，pr_(s，p)表示所述节点S和所述节点P之间成功通信的概率；

d(s,p)表示所述节点S和所述节点P之间的距离；

r表示所述节点S在无干扰环境下的所能覆盖的通信范围的半径；

r_e(r_e<r)表示不确定通信范围的半径；

a=d(s,p)-(r-r_e)，表示随所述节点S与所述节点P之间的距离增加而导致信号衰减的衰减度；

λ和β表示所述节点S和所述节点P之间距离在[r-r_e,r+r_e]之间时，成功通信的概率。

5.根据权利要求1所述的基于异构网络的功率控制的组网方法，其特征在于，所述条件信息至少包括：所述第二网络中的所述节点的数量、所述节点在无干扰情况下所覆盖的通信范围的半径、不确定通信范围的半径、各所述节点之间的距离、各所述节点所剩余的能量、利用所述通信设备建立组网的范围、所述第二网络单路径的最大跳数、进行组网范围内的影响通信的因素、各所述节点发送所述组网信息的功率值。

6.根据权利要求5所述的基于异构网络的功率控制的组网方法，其特征在于，所述功率值采用预定函数来表示，其中，所述预定函数为：

$r_i=F\{\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{pr}}_{(i,j)},r_e,\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{(i,j)},{\mathrm{Er}}_i,R,D_{\max }\}$ (1≤i≤N)和

Po_i=f(BA_charact,r_i)                                                     (1≤i≤N)

其中，N表示所述第二网络中的所述节点的数量，n=N-1；

r_i表示无干扰情况下所述节点i所覆盖的通信范围的半径；

pr_(i,j)表示所述节点i和所述节点j之间的成功通信概率；

r_e表示不确定通信范围的半径；

d(i,j)表示所述节点i和所述节点j之间的距离；

Er_i表示所述节点i所剩余的能量；

R表示预设的利用所述通信设备建立组网的范围；

D_max表示预设的所述第二网络单路径的最大跳数；

BA_charact表示建立组网范围内的影响通信的因素；

Poi表示所述节点i发送所述组网信息的功率值。

7.根据权利要求1所述的基于异构网络的功率控制的组网方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于统计各所述节点的服务质量来调整部分所述节点的功率值，并更新所述功率控制表，并将更新的所述功率控制表通过所述通信设备发送至组网范围内的其他所述节点。

8.根据权利要求1所述的基于异构网络的功率控制的组网方法，其特征在于，所述第二网络为能以盲区方式存在的自组织网络。

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