[發(fā)明專(zhuān)利]衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的功率分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410077472.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103857027B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉愛(ài)軍;張邦寧;王恒;潘小飛;郭道省;潘克剛;童新海;張應(yīng)憲;葉展;楊思祥;丁科;方華;晉軍;龔超;續(xù)欣
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W52/34
• 分類(lèi)號(hào): H04W52/34
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心32203
• 代理人: 朱顯國(guó)

1.一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的功率分配方法，其特征在于，分配步驟如下：

步驟1：在衛(wèi)星通信系統(tǒng)的公平性功率分配模型中，初始化對(duì)偶變量λ和σ＝[σ₁,σ₂,…,σ_K]以及每個(gè)對(duì)偶變量的迭代步長(zhǎng)Δ；將每個(gè)σ_i的值設(shè)置為0，其中i∈{1,2,…,K}，K為系統(tǒng)的波束數(shù)，并且其對(duì)應(yīng)的迭代步長(zhǎng)設(shè)置為0.001，n表示迭代次數(shù)；選取業(yè)務(wù)申請(qǐng)量最小的用戶(hù)U_j，給其分配的功率為P_j＝P_total·T_j/T_total，其中T_total為所有用戶(hù)業(yè)務(wù)申請(qǐng)量的總和，P_total為衛(wèi)星通信系統(tǒng)中星上總功率，T_j為用戶(hù)U_j的業(yè)務(wù)申請(qǐng)量；然后確定出對(duì)偶變量λ的初始值λ₀，并且將其迭代步長(zhǎng)設(shè)置為λ₀/100000：

其中衛(wèi)星通信系統(tǒng)的公平性功率分配模型為：

min{Pi}Σi=1M(Ti-Di)2]]>

s.t.

Di=Pi·GS·(G/T)iLi·(Eb/N0)i·k≤Ti]]>

Σi=1MPi≤Ptotal]]>

Σi∈NBjWi≤WBj;]]>

其中，D_i表示第i個(gè)用戶(hù)申請(qǐng)的容量；M表示用戶(hù)個(gè)數(shù)；表示第j波束的總帶寬；W_i表示第i個(gè)用戶(hù)所占用的帶寬資源；表示第j個(gè)波束所包括的用戶(hù)集合；

步驟2：確定經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的每個(gè)用戶(hù)分配的功率資源P_i^opt；

步驟1和步驟2根據(jù)如下公式確定對(duì)偶變量λ的初始值與經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的每個(gè)用戶(hù)分配到得功率資源P_i^opt

2·GS·(G/T)iLi·(Eb/N0)i·k(Ti-Piopt·GS·(G/T)iLi·(Eb/N0)i·k)=λ+σjGS·(G/T)i·[1+ρ(αi)]Li·(Eb/N0)i·k·η(αi),i∈NBj;]]>

其中，L_i表示第i個(gè)用戶(hù)的下行鏈路損耗，(G/T)_i表示第i個(gè)用戶(hù)接收設(shè)備的增益與等效噪聲溫度之比；G_S表示衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)的增益；k表示波爾茲曼常數(shù)，其值為1.379×10^-23W/KHz；α_i表示第i個(gè)用戶(hù)采用的調(diào)制編碼模式；(E_b/N₀)_i、ρ(α_i)和η(α_i)分別表示調(diào)制編碼模式α_i對(duì)應(yīng)的解調(diào)門(mén)限比特信噪比、滾將因子和頻譜效率；表示第j個(gè)波束所包括的用戶(hù)集合；

步驟3：根據(jù)上一步中得到的分配給每個(gè)用戶(hù)的功率值，更新對(duì)偶變量λ和σ_i的值，方法為

λn+1=[λn-Δλn(Ptotal-Σi=1MPiopt)]+]]>

σin+1=[σin-Δσn(WBi-Σj∈NBiWj)]+]]> 1

其中，[x]⁺＝max{0,x}；n表示迭代次數(shù)；表示第i波束的總帶寬；W_j表示第j個(gè)用戶(hù)所占用的帶寬資源；表示第i個(gè)波束所包括的用戶(hù)集合；M表示用戶(hù)個(gè)數(shù)；

步驟4：判斷下面兩個(gè)條件是否同時(shí)滿(mǎn)足：|λⁿ⁺¹(P_total-∑_iP_i)|＜ε和如果同時(shí)滿(mǎn)足則結(jié)束整個(gè)分配過(guò)程；否則，返回步驟2。