一种动态调整室内无线通信系统功率因子的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法，主要包括以下步骤：S1，预定义通信接入点AP的个数Num

【技术实现步骤摘要】
一种动态调整室内无线通信系统功率因子的方法
本专利技术涉及无线通信
，具体来说，涉及一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法。
技术介绍
在室内无线通信系统中，对于已确定的通信接入点AP布局方案，选择合理的通信接入点AP匹配参数将使得通信服务更加公平和高效。室内无线通信系统中各通信接入点AP若存在不匹配的发射功率因子，将使移动终端MS所在水平面的接收功率覆盖变差，进而无法保证移动终端MS与通信接入点AP的高速率数据传输。尤其在室内可见光通信系统中，接收功率覆盖不均匀将导致系统有效性和可靠性的急剧下降，同时通信接入点LED在通信的过程中需要保持日常的照明需求，这将对室内可见光通信系统的接收功率覆盖均匀性提出了极大的挑战。同时，移动终端的不断移动，也可能导致原本匹配的发射功率因子变得不匹配，进而导致系统性能的下降。因此，需要一种动态调整室内无线通信系统功率因子的方法，以保证通信服务的公平性并提高室内无线通信系统的有效性和可靠性。
技术实现思路
针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法，应用于室内无线通信系统，包含至少两个通信接入点AP和至少两个移动终端MS，通过本专利技术的实现方法，可以高效地实现移动终端移动过程中室内无线通信系统功率因子序列的动态调整，从而实现室内无线通信系统有效性和可靠性的显著增强，进而克服现有相关技术所存在的上述技术问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法，包括以下步骤：S1，预定义房间的长宽r1，通信接入点AP的个数NumAP，通信接入点位置布局序列PosAP，通信接入点发射功率Pt，系统的信道矩阵Η，移动终端个数NumMS，大小为1×NumMS的初始移动终端位置序列Pos，移动终端的高度h，终端移动速度v，单位移动时间tv，移动更新间隔时间T0，外层循环的循环次数NumGmob，内层循环迭代过程中所需的迭代次数Nummax，群体规模Nump，群体更新参数c，惯性参数w(0＜w＜1)，最大速率参数vm。S2，计算移动更新间隔数Nummob＝T0/tv；随机生成功率因子序列K，该序列的大小为1×NumAP，元素取值范围为[0,1]；记录更优功率因子Kbetter＝K。进一步的，功率因子序列的实际意义是，功率因子决定通信接入点AP的实际发射功率，对于第i个通信接入点AP的实际发射功率的计算公式为：Preal＝Pt·Kbetter(i),i＝1,2,…,NumAP。S3，开始外层循环，直至外层循环的循环次数NumGmob。该循环将模拟移动终端的移动过程。S4，更新终端移动后的终端位置序列Pos，并将每次的移动位置记录在大小为Nummob×NumMS的坐标位置矩阵Pos2。进一步的，包括以下步骤：S401，开始终端移动循环，直至终端移动循环的循环次数Nummob，每一次循环完成终端的一次移动，且当前循环次数为Gnow1。S402，随机生成大小为1×NumMS移动角度序列θ，更新终端位置序列，更新公式为：Pos(i)＝Pos(i)+v·tv·ejθ(i),i＝1,2,…,NumMS；将当前循环生成的终端位置序列记录在坐标位置矩阵Pos2中，公式为：其中指坐标位置矩阵Pos2的第Gnow1行序列。S403，判断终端移动循环是否结束，若未结束，返回S401继续完成循环；否则，执行S5。S5，执行内层循环，该循环迭代过程中将根据坐标位置矩阵Pos2搜索出当前最佳功率因子序列。进一步的，包括以下步骤：S501，随机生成速率矩阵V，其大小为Nump×NumAP，元素取值范围为[0,vm]；随机生成功率因子矩阵K，其大小为Nump×NumAP，元素取值范围为[0,1]；生成功率因子复制矩阵K2，其大小为Nump×NumAP，且矩阵每一行序列等于Kbetter。S502，执行内层循环，直至迭代次数Nummax，且当前循环次数为Gnow2。S503，生成随机数n，取值范围为[0,1]；更新速率矩阵V：V＝w·V+c·n·(K2-K)；对速率矩阵中超过范围[-vm,vm]的元素进行修正：V(V＜-vm)＝-vm，V(V＞vm)＝vm。S504，K＝K+V，更新功率因子矩阵；对功率因子矩阵中超过范围[0,1]，的元素进行修正：K(K＜0)＝0，K(K＞1)＝1；此后，将功率因子矩阵每一行序列归一化处理。S505，利用坐标位置矩阵Pos计算接收功率矩阵Pr，矩阵大小为Nump×Nummob×NumMS，其中坐标为(x,y)处的接收功率公式为：其中，Hi(0,x,y)指(x,y)处的直流增益，并且，Hi(0,x,y)受到坐标点与通信接入点AP的距离大小影响。S506，计算接收功率矩阵Pr的每一行序列的归一化方差，进而形成归一化方差序列获取该序列的最小值：其中，Varnow为最小归一化方差，m为Varnow对应归一化方差序列的序号。进一步的，归一化方差反映了接收功率在移动终端高度h水平面的波动程度；方差越大，说明接收功率在该水平面的波动程度大，因此该平面的功率覆盖不均匀；方差越小，说明接收功率在该水平面的波动程度小，因此该平面的功率覆盖均匀。S507，若当前是内层循环的第一次循环过程，即当前循环次数Gnow2等于1，则执行S508；否则，执行S509。S508，记录更优归一化方差Varbetter＝Varnow和更优功率因子序列Kbetter＝Km，其中Km指功率因子矩阵的第m行序列。此后，执行S510。S509，若Varnow＜Varbetter，说明获得了性能更优异的功率因子序列，记录更优归一化方差Varbetter＝Varnow和更优功率因子序列Kbetter＝Km，其中Km指功率因子矩阵的第m行序列；否则，不作处理。此后，执行S510。S510，判断内层循环是否结束。若Gnow2＜Nummax，说明还未完成内层循环，则跳至S502完成循环；否则，说明已完成内层循环，即获得了当前的最佳功率因子序列Kbetter，此后执行S6。S6，判断外层循环是否结束。若未达到循环次数NumGmob，则继续完成循环，即跳至S2；否则，完成外层循环，本专利技术算法结束。进一步的，移动终端的移动位置受到房间的长宽r1约束；信道矩阵Η由具体的室内无线通信系统信道模型确定。进一步的，在S503中矩阵K2与矩阵K相减指出，矩阵K2影响速率矩阵V的更新。因此，速率矩阵的更新不是随意的，而是逐渐向更优功率因子序列Kbetter靠近的更新。进一步的，通过S2的外层循环模拟移动终端的移动过程，进而实现本专利技术算法的动态调整功率因子的过程。进一步的，该室内无线通信系统包含至少两个的通信接入点AP和至少两个的移动终端MS。本专利技术的有益效果：本专利技术提出一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法，应用于室内无线通信系统，包含至少两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，预定义房间的长宽r

【技术特征摘要】
1.一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，预定义房间的长宽r1，通信接入点AP个数NumAP，通信接入点位置布局序列PosAP，通信接入点发射功率Pt，系统的信道矩阵Η，移动终端个数NumMS，大小为1×NumMS的初始移动终端位置序列Pos，移动终端的高度h，终端移动速度v，单位移动时间tv，移动更新间隔时间T0，外层循环的循环次数NumGmob，内层循环迭代过程中所需的迭代次数Nummax，群体规模Nump，群体更新参数c，惯性参数w(0＜w＜1)，最大速率参数vm。
S2，计算移动更新间隔数Nummob＝T0/tv；随机生成功率因子序列K，该序列的大小为1×NumAP，元素取值范围为[0,1]；记录更优功率因子Kbetter＝K。
S3，开始外层循环，直至外层循环的循环次数NumGmob。该循环将模拟移动终端的移动过程。
S4，更新终端移动后的终端位置序列Pos，并将每次的移动位置记录在大小为Nummob×NumMS的坐标位置矩阵Pos2。
S5，执行内层循环，该循环迭代过程中将根据坐标位置矩阵Pos2搜索出当前最佳功率因子序列。
S6，判断外层循环是否结束。若未达到循环次数NumGmob，则继续完成循环，即跳至S2；否则，完成外层循环，本发明算法结束。


2.根据权利要求1所述的一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S401，开始终端移动循环，直至终端移动循环的循环次数Nummob，每一次循环完成终端的一次移动，且当前循环次数为Gnow1。
S402，随机生成大小为1×NumMS移动角度序列θ，更新终端位置序列，更新公式为：Pos(i)＝Pos(i)+v·tv·ejθ(i),i＝1,2,…,NumMS；将当前循环生成的终端位置序列记录在坐标位置矩阵Pos2中，公式为：其中指坐标位置矩阵Pos2的第Gnow1行序列。
S403，判断终端移动循环是否结束，若未结束，返回S401继续完成循环；否则，执行S5。


3.根据权利要求1所述的一种动态调整室内无线通信系统功率因子的实现方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S501，随机生成速率矩阵V，其大小为Nump×NumAP，元素取值范围为[0,vm]；随机生成功率因子矩阵K，其大小为Nump×NumAP，元素取值范围为[0,1]；生成功率因子复制矩阵K2，其大小为Nump×NumAP，且矩阵每一行序列等于Kbetter。
S502，执行内层循环，直至迭代次数Nummax，且当前循环次数为Gnow2。
S503，生成随机数n，取值范围为[0,1]；更新速率矩阵V：V＝w·V+c·n·(K2-K)；对速率矩阵中超过范围[-vm,vm]的元素进行修正：V(V＜-vm)＝-vm，V(V＞vm)＝vm。
S504，K＝K+V，更新功率因子矩阵；对功率因子矩阵中超过范围[0,1]，的元素进行修正：K(K＜0)＝0，K...

【专利技术属性】
技术研发人员：李天屿，洪文昕，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32