[發明專利]一種基于分散式能量控制的多移動運營商速率分配方法

有效

• 申請號: 201711257228.9
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108235383B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 翟象平;陳坤;袁家斌;劉虎
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W28/22
• 分類號: H04W28/22
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發明提出一種基于分散式能量控制的多移動運營商速率分配方法，該方法首先構建以總能耗最小為目標問題的問題模型，并考慮所有用戶的數據傳輸率都大于自身的最小速率限制為問題模型的限制條件；使用標準的干擾函數來設計一個迭代分布式能量控制流程來獲得問題模型的局部最優解，實現無線網絡數據傳輸時的能源效率最優化。本發明克服了數據傳輸率模型的信噪比的非凸性的限制，解決了數據傳輸率模型的信噪比的非凸性的限制會使問題規劃無法求出最優解的技術問題。

技術領域

本發明涉及無線網絡數據傳輸時的能源效率優化領域，尤其是一種基于分散式能量控制的多移動運營商速率分配方法。

背景技術

因為在網絡中有大量的電池供電的移動終端，下一代無線移動網絡中能源效率尤其重要。即將到來移動網絡運營的趨勢是將無線運營基礎設施從移動服務中分離出來。例如，下一代蜂窩系統多個用戶身份識別卡(SIM卡)可以訪問兩種不同類型的蜂窩網絡。由多個移動網絡運營商(MNO)提供的無線，每個無線網絡具有不同的異構速率函數特征，這給無線網絡的優化帶來了新的挑戰。

這幾年對移動數據服務的要求變得越來越重要。這大大地刺激了使用現有的無線蜂窩網絡提供無線服務的無線網絡運營商的發展。不像傳統的無線運營商，MNO不需要擁有自已的無線運營物理設備而是從運營商租賃設備。一些使用多MNO應用的實例有谷歌公司的FI工程，該工程可以實現使用多個SIM卡之后在多個不同的運營商之間切換。由于不同的MNO對無線資源的分散管理這使得無線資源共享方面變得不理想，因此資源控制和干擾管理就變得尤其重要。能耗控制能夠使每個移動用戶以一個合適的能耗來訪問每一個MNO并保證滿足服務質量的同時不會造成對其他用戶的干擾。

發明內容

發明目的：由不同MNO很難集中管理無線資源，所以無線資源共享可能難以實現，于是乎資源控制和干擾管理是主要的技術問題。而能耗控制能夠使每一個移動用戶以一個恰當的能耗來實現滿足服務質量的MNO訪問，每個MNO可以提供不同的速率函數特性，而要解決能耗控制問題，就需要解決數據傳輸率模型的信噪比限制的非凸性，由于數據傳輸率模型的信噪比限制的非凸性于是無法從該問題規劃中找到問題的最小解，所以無法求出該功率問題的最小功率。

為解決該技術問題，本發明提出一種基于分散式能量控制的多移動運營商速率分配方法，該方法使用標準的干擾函數框架直接探索問題結構，設計了一個迭代分布式能耗控制方法來得到一個可以實現多MNO網絡情況下的可行解決方案。

技術方案：為實現上述技術效果，本發明提出的技術方案為：

一種基于分散式能量控制的多移動運營商速率分配方法，包括步驟：

(1)構建以總能耗最小為目標問題的問題模型：

式(1)的限制條件為：

p^m≥0，m＝l，…，M

r^m≥0，m＝l，…，M

式中，表示第l個用戶通過第m個MNO傳輸的能量，表示用戶l通過第m個MNO傳輸的速率；M表示MNO的數量，L表示用戶總數；表示第m個MNO上的第l個接收者的信噪比；表示用戶l和運營商m之間的數據傳輸速率；表示用戶l和運營商m的最大限制功率，表示用戶l對于數據傳輸速率的最小限制；

(3)通過迭代求出問題模型的一個最優解，包括對每個運營商m分別執行步驟1)至5)，m＝1，2…，M：

1)定義k和t均為循環次數，初始化k為0，t為0；

2)計算第m個MNO的第l個數據速率的權重：