一种能量采集异构蜂窝网络中small cell的在线功率控制方法.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CN107071887A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710132038.8(22)申请日2017.03.07(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)发明人王正强胡敏冯小龙万晓榆樊自甫(74)专利代理机构重庆市恒信知识产权代理有限公司50102代理人刘小红(51)Int.Cl.H04W52/34(2009.01)H04W52/36(2009.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种能量采集异构蜂窝网络中smallcell的在线功率控制方法(57)摘要本发明请求保护一种能量采集异构蜂窝网络中smallcell的在线功率控制方法，属于异构网络功率控制领域，在考虑到环境中能量到达随机性和因果性，并满足小蜂窝电池容量约束的情况下，基站控制器通过能量判别选出满足开启条件的smallcell，然后采用所选择的smallcell更新发射功率，最大化系统在每个时隙的能效。该发明所得结果提高了smallcell的能量效率，而smallcell的功率更新不需要知道全局信道状态和能量状态信息，实用性和可行性强。CN107071887ACN107071887A权利要求书1/2页1.一种能量采集异构蜂窝网络中smallcell的在线功率控制方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤1)、初始化异构蜂窝网络中smallcell的个数、功率判决门限、能效判决门限及电池的最小容量；步骤2)、基站控制器计算各个smallcell的剩余能量值，如果smallcell的剩余能量值不小于电池的最小容量，则保持smallcell开启，并初始化发射功率和计算初始化系统能效，反之，smallcell关闭；步骤3)、更新开启状态下smallcell的拉格朗日乘子，并更新smallcell所分配的功率；步骤4)、功率更新收敛的判断：如果步骤3)更新后与更新前两次功率差值的绝对值不大于功率判决门限，则判断功率收敛；如果更新后与更新前两次功率差值的绝对值大于功率判决门限，将更新后的功率值保存为现在功率值，并转到步骤3)中更新分配的功率，直到功率满足收敛条件；步骤5)、能效更新收敛的判断，计算更新的能效值，如果更新的能效与上一次的能效之差的绝对值不大于能效判决门限，则判断能效收敛，给出最大的能效值，方法结束；如果更新的能效与上一次的能效之差的绝对值大于能效判决门限，则将新计算出的能效值保存为此时的能效值，并转到步骤3)中更新分配的功率，直到能效满足收敛条件，给出最大的能效。2.根据权利要求1所述的能量采集异构蜂窝网络中smallcell的在线功率控制方法，其特征在于，在步骤1)中所述初始化smallcell个数为N，功率判决门限k1，能效判决门限k2，电池的最小容量Emin,n的取值为：其中，是第n个smallcell的最大功耗，是第n个smallcell的固定功耗。3.根据权利要求2所述的能量采集异构蜂窝网络中smallcell的在线功率控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，计算第n个smallcell能量采集后电池剩余能量值Esurplus,n具体公式为：Esurplus,n＝Enh,n+En，其中，En是第n个smallcell到达的能量，Enh,n是第n个smallcell能量采集前电池剩余的能量；如果第n个smallcell中的剩余能量值小于电池的最小容量，第n个smallcell关闭，反之，则保持第n个smallcell开启，初始化迭代次数t＝1，第n个smallcell最大发送功率对应乘子γn(t)＝0，第n个smallcell最小发送功率乘子μn(t)＝0，第n个smallcell的发送功率初始化系统能效为：其中，wn为第n个smallcell的带宽，gnn是第n个smallcell到目标用户n的信道增益，2gjn是第j个smallcell到目标用户n的信道增益，σ为系统噪声。4.根据权利要求3所述的能量采集异构蜂窝网络中smallcell的在线功率控制方法，2CN107071887A权利要求书2/2页其特征在于，所述步骤3)中对于开启的smallcell中更新的拉格朗日乘子γ、μ为：其中，为迭代更新的步长，更新第n个smallcell的功率其中，为迭代t次后第j个smallcell所分配的功率；其中迭代t次的能效表示为：5.根据权利要求4所述的能量采集异构蜂窝网络中smallcell的在线功率控制方法，其特征在于，所述步骤4)具体为：比较与功率判决门限k1的大小，其中，为迭代t+1次后第n个smallcell所分配的功率；如果不大于k1，功率收敛；如果大于k1，将新求出的功率值保存为现在功率值，并转到步骤3)