基于非正交多址接入的异构携能通信网络资源分配方法.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CN110708711A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201910956733.5(22)申请日2019.10.10(71)申请人重庆邮电大学地址400065重庆市南岸区南山街道崇文路2号(72)发明人徐勇军谷博文李国权陈前斌(74)专利代理机构重庆辉腾律师事务所50215代理人王海军(51)Int.Cl.H04W24/02(2009.01)H04W52/24(2009.01)H04W52/26(2009.01)H04W52/40(2009.01)G06F17/16(2006.01)G06F17/11(2006.01)权利要求书4页说明书10页附图4页(54)发明名称基于非正交多址接入的异构携能通信网络资源分配方法(57)摘要本发明涉及异构无线通信技术领域，为一种基于非正交多址接入的异构携能通信网络资源分配方法；所述方法包括在异构携能通信网络中，宏基站为宏蜂窝用户和微蜂窝基站提供数据服务，微蜂窝基站通过非正交多址接入技术发送数据为微蜂窝用户提供数据服务；分析当前系统中基站及用户的传输以及干扰特性，构建满足相应约束的最大化能效优化问题；采用最坏准则方法进行信道不确定性的建模，分别对鲁棒功率分配和时间切换方法进行控制；采用Dinkelbach和连续凸近似方法将其转换为确定性凸优化模型；利用拉格朗日对偶原理和KKT条件，求得最优功率分配参数和时间切换因子并进行资源分配。本发明具有一定的鲁棒性能，可有效降低用户的中断概率。CN110708711ACN110708711A权利要求书1/4页1.一种基于非正交多址接入的异构携能通信网络资源分配方法，其特征在于，所述方法包括：在异构携能通信网络中，宏基站为宏蜂窝用户和微蜂窝基站提供数据服务，微蜂窝基站通过非正交多址接入技术发送数据，为微蜂窝用户提供数据服务；每个终端均含有信息解码和能量收集电路，通过时间切换方法来切换信息和能量的收集信号；在满足每个终端用户传输数据速率，采集能量需求，基站发射功率，以及跨层干扰约束的前提下；建立出最大化系统能效的优化模型；采用最坏准则方法进行信道不确定性的建模，分别对鲁棒功率分配以及鲁棒时间切换方法进行控制；从而得到最大化系统能效的鲁棒优化模型；采用分数规划Dinkelbach方法将鲁棒优化模型的分式形式转化为分子与分母相减的形式，利用连续凸近似方法将非凸优化的鲁棒优化模型转换为确定性凸优化模型；利用拉格朗日对偶原理，构建出拉格朗日函数，利用KKT条件，给定系统能效，从确定性凸优化模型中求得最优功率分配参数；从确定性凸优化模型中建立时间切换因子优化模型；根据给定的系统能效以及获得的最优功率分配参数，求解出最优时间切换因子；按照所述最优功率分配参数进行功率分配，并按照所述最优时间切换因子进行时间切换控制；此时所得到的功率分配以及切换时间控制方案即为最优方案。2.根据权利要求1所述的一种基于非正交多址接入的异构携能通信网络资源分配方法，其特征在于，所述鲁棒优化模型包括：s.t.C5:hk∈h,gk,m∈g其中，xk表示第k个微蜂窝用户用于信息解码的时间；K表示微蜂窝用户总数；pk表示微2CN110708711A权利要求书2/4页蜂窝基站发送给第k个微蜂窝用户的功率；hk表示微蜂窝基站到第k个微蜂窝用户的实际信道增益；zk表示第k个微蜂窝用户数据传输时所受的干扰；表示功率放大器效率的倒数；Pe表示系统中电路消耗功率；η表示能量接收机的能量收集效率；Δhk为第k个微蜂窝用户增益相应的估计误差向量；约束条件C1中表示第k个微蜂窝用户接收机收最低能量采集需max求，约束条件C2中表示第k个微蜂窝用户的最低数据速率要求，约束条件C3中p表示微蜂窝基站处最大的发射功率，约束条件C4中gk,m为第k个微蜂窝用户与第m个宏蜂窝用户间的实际信道增益，为第m个宏蜂窝用户接收机的最大干扰门限阈值，Δgk,m表示第k个微蜂窝用户与第m个宏蜂窝用户间的信道增益的估计误差向量；约束条件C5中g表示微蜂窝用户到宏蜂窝用户链路信道不确定性集合；h表示微蜂窝用户信道不确定性集合。3.根据权利要求2所述的一种基于非正交多址接入的异构携能通信网络资源分配方法，其特征在于，信道不确定性集合包括：其中，gm表示微蜂窝用户到第m个宏蜂窝用户的信道增益向量，表示微蜂窝用户到第m个宏蜂窝用户的估计信道增益向量，Δgm表示微蜂窝用户到第m个宏蜂窝用户的信道增益T相应的估计误差向量，即gm＝[g1,m,g2,m,...,gK,m]，和Δgm＝[ΔTg1,m,Δg2,m,...,ΔgK,m]；表示第k个微蜂窝用户增益；Δhk为第k个微蜂窝用户增益的相应的估计误差向量；εm表示微蜂窝用户对宏蜂窝用户接收机所有信道链路不确定性