[發明專利]在異構通信共存網絡中基于運動模型的基站功率控制方法

有效

• 申請號: 201710332879.3
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107493598B
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 李莉;裴仁超;沈一豪;葉鵬;陳虹豆
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: H04W52/24
• 分類號: H04W52/24;H04W52/28;H04W52/30
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 周云

1.一種在異構通信共存網絡中基于運動模型的基站功率控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.通信網絡場景中的節點，有一個蜂窩用戶CU，一個基站BS，一個中繼R，一個通過中繼R和基站BS通信的邊緣用戶EU，D2D通信中的用戶D₁和用戶D₂；

考慮通信網絡場景中邊緣用戶EU和用戶D₁是運動狀態，蜂窩用戶CU，基站BS，中繼R，用戶D₂均為靜止狀態；

b.建立運動用戶D₁，邊緣用戶EU運動速度和路徑損耗相關的運動模型:

P_i^j為節點j接收到的來自處于運動狀態的節點i的傳輸功率，P_i為運動狀態的節點i的傳輸功率；d_ij為節點i和j之間的距離，α為路徑損耗因子，v_i為節點i的瞬時運動速度；

對于處于靜止狀態，不受用戶D₁或邊緣用戶EU的運動速度帶來的路徑損耗影響的節點，建立路徑損耗模型如式：

為節點j接收到的來自節點j′的傳輸功率；d_jj′為節點j′和j之間的距離，P_j′為節點j′的傳輸功率，j′和j均是處于靜止狀態的節點；

c.考慮基站BS和中繼R發射功率的約束，兼顧用戶通信質量條件下，建立網絡吞吐量的最大化優化問題如式(3)：

其中R_CU、R_EU分別表示蜂窩用戶CU、用戶D₁、用戶D₂、邊緣用戶EU的傳輸速率，P_BS表示基站BS的發射功率，P_min和P_max表示基站BS最小和最大的發射功率，和表示中繼R最小和最大的傳輸功率，λP_BS表示由基站BS發射功率控制的中繼R的傳輸功率，λ∈(0,1)；I_i表示節點i的信干噪比，表示保證節點i通信質量的信干噪比閾值；

根據香農公式，相應的傳輸速率模型如下：

其中，分別表示基站端、用戶D₁端、用戶D₂端、邊緣用戶EU端的接收噪聲；

蜂窩用戶CU、用戶D₁、用戶D₂和邊緣用戶EU的信干噪比為式：

根據各個節點的信干噪比I_i以及基站BS和中繼R的發射功率約束條件，利用非線性凸優化算法SVD，得到網絡吞吐量最大化條件下的基站功率P_BS，整個網絡通過對基站發射功率的控制，在保證用戶的通信質量條件下，實現網絡吞吐量的最大化。