一种基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111194042A(43)申请公布日2020.05.22(21)申请号202010116426.9(22)申请日2020.02.25(71)申请人重庆邮电大学地址400065重庆市南岸区黄桷垭崇文路2号(72)发明人徐勇军谢豪李国权陈前斌(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之(51)Int.Cl.H04W24/02(2009.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法(57)摘要本发明涉及一种基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法，属于无线网络中的资源分配技术领域。考虑宏蜂窝用户干扰功率约束、资源块分配约束、小蜂窝基站最大发射功率约束以及小蜂窝用户服务质量约束，将资源优化问题建模为混合整数非线性分式规划问题。考虑椭球有界信道不确定模型，利用凸松弛法、丁克尔巴赫法和连续凸近似法，将原问题转化为等价的凸优化形式，并利用拉格朗日对偶法获得小蜂窝用户发射功率的解析解。与完美信道状态信息下的算法相比，本方法具有较好的能效和鲁棒性。CN111194042ACN111194042A权利要求书1/2页1.一种基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：初始化系统参数，设定迭代次数Lmax，迭代初始化；S2：计算小蜂窝用户发射功率S3：计算资源块分配因子S4：计算所有小蜂窝总能效t；S5：更新拉格朗日乘子，所述乘子包括小蜂窝基站最大发射功率约束乘子λn(l)、宏蜂窝用户干扰功率约束乘子φm(l)、小蜂窝用户最小数据速率约束乘子以及资源块分配约束乘子S6：判断小蜂窝基站发射功率是否小于等于最大发射功率阈值；若是，则进入S7；否则，进入S9；S7：计算小蜂窝基站对宏蜂窝用户的干扰功率，并判断该值是否小于等于宏蜂窝用户干扰功率阈值；若是，则进入S8；否则，进入S9；S8：计算小蜂窝用户的数据速率，并判断该值是否大于等于小蜂窝用户最小数据速率阈值；若是，则进入S9；否则，进入下一次迭代，返回S2；S9：判断当前迭代次数是否大于最大迭代次数；若是，则结束，输出小蜂窝用户的最优发射功率和资源块分配因子；否则，进入下一次迭代，返回S2。2.根据权利要求1所述的基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法，其特征在于：在S1中，所述的系统参数包括资源块数K、宏蜂窝用户数M、小蜂窝数N、小蜂窝用户数U、背景噪声δ2、小蜂窝基站到小蜂窝用户的信道增益宏蜂窝用户发射机到小蜂窝用户的信道增益小蜂窝基站到宏蜂窝用户的干扰信道增益所有小蜂窝网络的电路功率消耗Pc、小蜂窝基站对宏蜂窝用户的干扰功率阈值小蜂窝用户的最小数据速率阈值小蜂窝基站最大发射功率能量效率t、小蜂窝基站到宏蜂窝用户的干扰信道增益估计误差上界εm、小蜂窝基站到小蜂窝用户的信道增益误差上界宏蜂窝用户发射机到小蜂窝用户的信道增益误差上界3.根据权利要求1所述的基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法，其特征在于：在S2中，所述小蜂窝用户发射功率根据计算，其中[x]+＝max{0,x}；为连续凸近似法中的系数，表示为其中表示第n个小蜂窝中经过资源块k的第i个小蜂窝用户前一次迭代的信干噪比。4.根据权利要求1所述的基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法，其特征2CN111194042A权利要求书2/2页在于：在S3中，所述的资源块分配因子根据计算，表示第k个资源块总是分配给最大的第n个小蜂窝基站中第i个小蜂窝用户，其中其中，表示经过凸转换后的数据速率。5.根据权利要求1所述的基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法，其特征在于：在S4中，所述所有小蜂窝总能效根据计算，其中表示小蜂窝用户实际的发射功率。6.根据权利要求1所述的基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法，其特征在于：在S5中，所述小蜂窝基站最大发射功率约束乘子λn(l)、宏蜂窝用户干扰功率约束乘子φm(l)、小蜂窝用户最小速率约束乘子以及资源块分配约束乘子的更新表达式如下：其中l代表迭代次数，d1(l)、d2(l)、d3(l)和d4(l)分别代表λn(l)、φm(l)、和的步长。3CN111194042A说明书1/8页一种基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能效优化方法技术领域[0001]本发明属于无线网络资源分配技术领域，涉及一种基于非正交多址接入的异构网络鲁棒能量效率优化方法。背景技术[0002]随着智能终端设备数量的快速增长，导致网络数据量越来越大，因此，对无线网络的吞吐量和频谱效率等方面提出了更高的要求。异构网络因可以提高系统的吞吐量和覆盖率、解决小区边缘用户资源分配不均而受到广泛关注。另一方面，由于频谱资源变得越来