[發明專利]中繼系統的資源分配方法和裝置

有效

• 申請號: 201911245223.3
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111132299B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉志偉;伍沛然;夏明華
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04W52/34
• 分類號: H04W52/34;H04W52/46
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 關志琨

1.一種中繼系統的資源分配方法，其特征在于，所述方法包括：

采用功率分割協議將接收信號分割為能量收集信號和信息傳輸信號；

將所述能量收集信號所占的比值，記為功率分割系數，以及，將中繼系統源端至終端的信息傳輸時間進行劃分的參數記為時隙劃分矢量，將對節點的發射功率進行分配的參數記為功率分配矢量；

根據所述功率分割系數、所述時隙劃分矢量和所述功率分配矢量構建優化數學模型；所述優化數學模型用于對所述源端至所述終端的吞吐量進行優化；

輸入所述功率分割系數的初始上邊界值、所述功率分割系數的初始下邊界值、預設的系數收斂精度、黃金分割比例、預設的吞吐量收斂精度、所述吞吐量的初始上邊界值和所述吞吐量的初始下邊界值，得到優化結果參數；所述優化結果參數用于最大化所述源端至所述終端的吞吐量，所述優化結果參數包括最優功率分割系數、最優時隙劃分矢量和最優功率分配矢量。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述構建優化數學模型的步驟之后，包括：

計算所述時隙劃分矢量和所述功率分配矢量的乘積，作為能量分配矢量；

確定所述能量分配矢量的表達式和所述時隙劃分矢量的表達式，以及，搜索最優功率分割系數；

根據所述最優功率分割系數和所述能量分配矢量的表達式，計算最優能量分配矢量；

根據所述最優功率分割系數和所述時隙劃分矢量的表達式，計算最優時隙劃分矢量。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述搜索最優功率分割系數的步驟，包括：

確定所述功率分割系數的初始上邊界值和初始下邊界值，以及，確定所述系數收斂精度和所述黃金分割比例；

基于黃金分割搜索方法對所述功率分割系數的初始上邊界值和初始下邊界值進行迭代，得到迭代后系數上邊界值和迭代后系數下邊界值；

當所述迭代后系數上邊界值和所述迭代后系數下邊界值之差的絕對值小于所述系數收斂精度時，停止迭代，并將所述迭代后系數上邊界值作為最優系數上邊界值，以及，將所述迭代后系數下邊界值作為最優系數下邊界值；

計算所述最優系數上邊界值和所述最優系數下邊界值之和的一半，作為所述最優功率分割系數。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在固定所述功率分割系數時，所述優化數學模型的優化問題轉化為聯合時隙劃分-能量分配問題；在固定所述吞吐量時，所述固定所述功率分割系數的聯合時隙劃分-能量分配問題轉化為關于所述時隙劃分矢量和所述能量分配矢量的凸的可行性問題；所述根據所述最優功率分割系數，計算所述最優能量分配矢量和所述最優時隙劃分矢量的步驟，包括：

初始化所述時隙劃分矢量和所述能量分配矢量；

將所述最優功率分割系數分別代入所述能量分配矢量的表達式和所述時隙劃分矢量的表達式，對所述時隙劃分矢量和所述能量分配矢量進行迭代，得到迭代后時隙劃分矢量和迭代后能量分配矢量；

當第一對偶變量收斂時，將得到的迭代后時隙劃分矢量作為最優時隙劃分矢量，以及，將得到的迭代后能量分配矢量作為最優能量分配矢量；所述第一對偶變量為所述凸的可行性問題的對偶問題的對偶變量。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在得到所述最優時隙劃分矢量和所述最優能量分配矢量的步驟之后，還包括：

確定第二對偶變量的表達式；所述第二對偶變量為所述凸的可行性問題的對偶變量；

計算關于所述第二對偶變量的對偶函數值；

若所述對偶函數值大于等于0，則將所述吞吐量的初始上邊界值和所述吞吐量的初始下邊界值之和的一半，作為新的吞吐量上邊界值，對所述吞吐量的初始上邊界值進行更新；

若所述對偶函數值小于0，則根據所述第二對偶變量的表達式更新所述第二對偶變量，直至所述第二對偶變量收斂至最優值，并將最優值記為最優第二對偶變量。