[發明專利]一種基于空天地一體化系統的網絡資源分配方法

有效

• 申請號: 202011399460.8
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112583566B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 馬樂;宋曦;曲倩;王克敏;劉豆;李穎;王玉亭;許劍;郝愛山;紀強
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司信息通信公司;北京中電飛華通信有限公司
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04W52/34;H04W72/0453
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

1.一種基于空天地一體化系統的網絡資源分配方法，其特征是，所述方法首先根據電力用戶業務優先級、用戶速率最低要求、功率及QoS需求建立多小區協作資源分配模型，再用動態迭代算法給用戶分配臨時子信道，然后采用考慮KKT條件的迭代注水算法對小區用戶的功率進行分配，得到多小區協作下用戶的最優解，使得各優先級的電力用戶信息在滿足速率、時延、功率的條件下，選擇最佳的載波頻段及資源單元進行傳輸；

所述方法包括以下步驟：

a.電力業務優先級的劃分

將所有電力用戶終端根據業務優先級分為三個集合：視頻圖像監控終端集合A_VIS，配電自動化終端集合A_DA，用電信息采集終端集合A_EIC，并將每個集合中的終端按照下式的值降序排列：

式中Q_i,j,k表示終端在資源塊上的優先級，r_i,j,k表示終端的瞬時傳輸速率，表示集合中所有終端的平均速率，τ_i表示終端i的緩存隊列中隊首數據包所等待的時間，f(τ_i)用于提高等待時間長的視頻流數據包在RB分配時的優先級，從而在RB分配時優先傳輸等待時間長的視頻流數據包，其定義如下式所示:

式中U_video表示所有視頻流UE組成的集合，τ_max表示視頻流數據包所能容忍的最大等待時間，當τ_i＞τ_max時，將丟棄隊首等待的數據包，原來的第二個數據包變成隊首數據包，并根據該數據包重新計算τ_i與f(τ_i)；

b.建立資源調度模型：

式中，B是系統的總帶寬，N是系統被分為子信道的個數，是基站m和用戶k在子信道n上的信道響應，/是基站m為子信道n分配的功率，/是功率分配的集合，是相應的噪聲功率；

c.由資源調度模型求得多小區協作下用戶的最優解，實現網絡資源的分配。

2.根據權利要求1所述的一種基于空天地一體化系統的網絡資源分配方法，其特征是，由資源調度模型求得多小區協作下用戶的最優解的具體方法如下：

①動態迭代子信道分配

設計跨層資源分配對應的勢函數：

資源調度模型的優化模型轉換為：

動態子信道分配策略如下：

其中表示基站m的子信道n暫時分配給用戶k，在第一次迭代中假設功率是平均分配的，用動態迭代算法先給用戶分配臨時子信道，Q_k是由所選用戶的優先級決定的定價因子，由/決定；

②基于KKT的迭代注水功率分配

將資源調度模型的優化模型轉換為：

將式中優化問題表示為含有功率約束二元形式的部分拉格朗日函數，如下式所示:

/

其中，λ_m,μ_m,v_m是拉格朗日乘子，P是待求解的功率分配矩陣，求目標功率對應的注水求解，得到功率分配方式:

③重復步驟①，得到用戶的下一個臨時子信道，根據式更新子信道分配方式；

④重復步驟②，得到用戶在下一個臨時子信道的功率分配方式，根據式更新功率；

⑤迭代n次，直到收斂，得到多小區協作下用戶的最優解。/