[發明專利]基于能效性和干擾因子的綠色通信協作用戶選擇方法

有效

• 申請號: 201310740113.0
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103716816B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 孫恩昌;李萌;張延華;蘇嘯塵;司鵬搏;楊睿哲;孫艷華
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于能效性和干擾因子的綠色通信協作用戶選擇方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，系統初始化：根據實際情況和要求設定各備選用戶到源用戶的干擾因子門限閾值；

步驟2，計算小區內各備選協作用戶的干擾因子；

備選協作用戶的干擾因子等于該備選協作用戶消耗單位功率時，收到空閑用戶發送的干擾信號數據量；

步驟3，根據步驟2求得的各個備選協作用戶的干擾因子，在小區內選擇K個干擾因子小于等于干擾因子門限閾值的備選協作用戶構成備選協作用戶集合U＝{U_n}，n=1,2,…,K，1<K<N；

步驟4，計算備選協作用戶集合U中各備選協作用戶的能效性；

備選協作用戶的能效性等于源用戶和備選協作用戶消耗單位功率時，該備選協作用戶收到源用戶發送的信息傳輸數據量；

步驟5，選取能效性E_n為目標函數，根據步驟4的計算結果求能效性最大的備選協作用戶。

2.根據權利要求1所述的一種基于能效性和干擾因子的綠色通信協作用戶選擇方法，其特征在于，步驟2所述計算小區內各備選協作用戶干擾因子的方法包括以下步驟：

（1）計算備選協作用戶收到空閑用戶發送的干擾信號的數據量；

假設小區內共有N個用戶，第i個為源用戶，i＝1,2,…,N；

首先，計算備選協作用戶n接收源用戶i發送的功率P_rn：

Prn=Pi×(lnHn)-a]]>

式中，P_i為源用戶i的發射功率，l_n為源用戶i到備選協作用戶n的距離，H_n為備選協作用戶n的天線高度，1≤n≤N，且n≠i，α為路徑衰落因子；

然后，計算空閑用戶m到備選協作用戶n的路徑損耗h_m,n：

hm,n=(dmHn)-a]]>

式中，d_m表示空閑用戶m到備選協作用戶n的距離，1≤m≤N，且m≠n，m≠i；

最后，計算干擾信號數據量C_h(n)：

Ch(n)=B log2(1+Prnn0+hm,n2Prn)]]>

式中，B為信道帶寬，n₀為信道的白噪聲功率，h(n)為備選協作用戶n在考慮干擾因子情況時與其它空閑用戶構成的傳輸對；

（2）計算備選協作用戶功率消耗之和P_h(n)：

Ph(n)=Σm=1,m≠n,iNhm,n2Prn+n0]]>

（3）計算備選協作用戶的干擾因子I_n：

In=Ch(n)Ph(n)=B log2(1+Prnn0+hm,n2Prn)Σm=1,m≠n,iNhm,n2Prn+n0.]]>

3.根據權利要求1所述的一種基于能效性和干擾因子的綠色通信協作用戶選擇方法，其特征在于，步驟4所述計算備選協作用戶集合U中各備選協作用戶的能效性的方法包括以下步驟：

（1）計算備選協作用戶收到源用戶發送的信息傳輸數據量；

首先，計算協作傳輸過程中第一個時隙內源用戶i發送信息到備選協作用戶n和基站D的信息傳輸數據量C_SRn：

CSRn=B log2(1+1.5λ1nσ*0.2-σ*)]]>

式中，λ_1n為源用戶i到備選協作用戶n的信噪比，σ^*表示系統中斷概率，表達式為：

σ^*(P_dn)²-(k_1n+k_2n)P_dn+k_1nk_2n＝0

k1n=N0(lnHn)-a,k2n=N0(xnHn)-a]]>

Pdn=Prn×(xnHn)-a]]>

式中，N₀為系統噪聲，P_dn為基站D收到的備選協作用戶n發送的功率，k_1n、k_2n分別為系統設置參數，x_n為備選協作用戶n到基站D的距離，H_n為備選協作用戶n的天線高度；

然后，計算協作傳輸過程中第二個時隙內備選協作用戶n發送信息到基站D的信息傳輸數據量C_RDn：

CRDn=B log2(1+1.5λ2nσ*0.2-σ*)]]>

式中，λ_2n為源用戶i到備選協作用戶n的信噪比；

最后，計算信息傳輸數據量C_g(n)：

Cg(n)=12min{CSRn,CRDn}]]>

式中，g(n)為備選協作用戶n考慮能效性情況時與源用戶i構成的傳輸對；

（2）計算協作通信過程中源用戶和備選協作用戶的功率消耗；

計算第一時隙消耗功率P_slot1n：

P_slot1n＝2P_i+P_rn+P_dn

計算第二時隙消耗功率P_slot2n：

P_slot2n＝P_rn+P_dn

計算協作通信過程中的功率消耗P_g(n)：

P_g(n)＝P_slot1n+P_slot2n=2P_i+2P_rn+2P_dn

（3）計算能效性E_n：

En=Cg(n)Pg(n)=12min{CSRn,CRDn}2Pi+2Prn+2Pdn.]]>