[發明專利]移動環境下時域公平性可調的功率分配方法

有效

• 申請號: 201410200301.9
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN103974396B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 熊軻;樊平毅;李濤;易粟;雷鳴
• 申請（專利權）人: 清華大學;日電（中國）有限公司
• 主分類號: H04W52/04
• 分類號: H04W52/04;H04W72/04
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所11325
• 代理人: 張岱

技術領域

本發明涉及一種移動環境下時域公平性可調的功率分配方法。

背景技術

在移動場景下，地面基站和移動臺之間的信道質量受遠近效應的影響非常明顯。移動臺和地面基站的距離越近，它們之間的信道質量就越好，反之，移動臺和地面基站的距離越遠，它們之間的信道質量就越差。考慮到無線信號的發射端的發射功率、能量及覆蓋范圍是有限的，提高移動臺和地面基站在移動場景下的信道利用率和能量效率對于提升系統的傳輸能力和資源利用率都有重要的作用。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種提高信道利用率和能量效率的移動環境下時域公平性可調的功率分配方法。

為達到上述目的，本發明移動環境下時域公平性可調的功率分配方法至少包括以下步驟：

計算發送節點的瞬時發送功率；

判斷所述瞬時發送功率對應的偏差量是否在預定范圍內；

若所述偏差量不在所述預定范圍內，對所述瞬時發送功率進行一次或至少兩次調整，直至調整后的瞬時發送功率對應的偏差量在所述預定范圍內；

判斷發送節點是基于連續時間還是基于離散時間發送信息：

若發送節點基于連續時間發送信息，發送節點按所述偏差量在所述預定范圍內的所述瞬時發送功率發送信息；

若發送節點基于離散時間發送信息，將發送節點向接收節點發送信息的總時間T劃分為若干時間區間，根據對應的所述偏差量在所述預定范圍內的所述瞬時發送功率計算各所述時間區間的起點和末點對應的瞬時發送功率值，在各所述時間區間內發送節點向接收節點發送信息的發送功率為該所述時間區間的起點和末點分別對應的瞬時發送功率值的平均值。

具體地，所述計算發送節點的瞬時發送功率的步驟中，采用的計算公式為其中中μ通過公式得到，P(τ)為瞬時發送功率，μ為臨時參數，B為信道的總帶寬，N()為噪聲函數，W()為朗伯函數，α為公平性參數，τ為0～T內的任意時刻，為平均發送功率。

具體地，所述公平性參數α在0～1范圍內，且α越大，信道容量在時域上的公平性越高。

具體地，所述判斷所述瞬時發送功率對應的偏差量是否在預定范圍內的步驟的具體過程為：

根據公式計算出所述總發送功率，其中P為所述總發送功率；

根據公式計算所述偏差量，其中ΔP為所述偏差量，為所述預期總發送功率；

所述預定范圍為-ε～ε，即若|ΔP|＜ε，則偏差量在所述預定范圍內，若|ΔP|≥ε，所述偏差量不在所述預定范圍內。

具體地，所述若所述偏差量不在所述預定范圍內，對所述瞬時發送功率進行一次或至少兩次調整，直至調整后的瞬時發送功率對應的偏差量在所述預定范圍內的步驟的具體過程：

步驟1，更新μ的值，μ＝μ-s_pre·Δμ，其中s_pre＝sgin(ΔP)，sgin()為正負號獲取函數，Δμ為迭代步長；

步驟2，將更新后的μ帶入瞬時發送功率的計算公式，計算調整后的瞬時發送功率；

步驟3，判斷調整后的瞬時發送功率對應的偏差量是否在預定范圍內：若所述偏差量不在所述預定范圍內，對所述調整后的瞬時發送功率再進行調整：通過s_cur＝sgin(ΔP)判斷所述調整后的偏差量的正負號，若s_cur·s_pre>0，更新Δμ＝K₁·Δμ；若s_cur·s_pre<0，更新Δμ＝Δμ/K₂，其中K₁>1，K₂>1，然后重新執行步驟1～3，直至調整后的瞬時發送功率對應的偏差量在所述預定范圍內。

本發明為在發送節點和接收節點之間有穩定的相對速度的移動環境下，在利用公平性參數調節各信道發送信息的公平性的基礎上，發送節點以時間為軸進行發送功率的分配，使得在信道質量越好時，信息發送速率越高，在單位時間內發送的信息量越大的功率分配方法。本發明利用公平性參數調節各信道發送信息的公平性，在信道質量越好時，使得信息發送速率越高，在單位時間內發送的信息量越大，從而提高了信道的利用率。在總的發送功率為定值時，發送的總信息量越大，能量效率越高，由于實現了對信道利用率的優化和提高，從而也提高能量效率。

附圖說明

圖1是本發明的移動場景；

圖2是本發明的瞬時發送功率在α＝0.5時的曲線圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明做進一步的描述。