[發(fā)明專利]多波束功率動態(tài)分配方法、通信設(shè)備及低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011644361.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112803986B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李炎炎;劉鴻鵬;張晉升;王艷峰
• 申請（專利權(quán)）人: 東方紅衛(wèi)星移動通信有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B7/0408;H04W72/04
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲;陳香蘭

1.一種多波束功率動態(tài)分配方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，建立功率分配的目標(biāo)函數(shù)和約束關(guān)系：

s.t.C1:γ_m≥γ_thr

其中，C_m表示第m個波束的業(yè)務(wù)容量，γ_m表示第m個波束的信噪比，P_m表示第m個波束的功率；γ_thr表示信噪比閾值，P_T表示總發(fā)射功率，m為正整數(shù)，m∈[1,M]；max()表示取最大值函數(shù)；

步驟S2，實時獲取各波束對應(yīng)的信道信息，所述信道信息包括波束對應(yīng)信道的信道估計系數(shù)，利用所述信道信息求解目標(biāo)函數(shù)，計算分配給每個波束的功率P_m；

步驟S3，判斷所有用戶分配功率之和是否小于總功率，如果所有用戶分配功率之和小于總功率，則停止迭代，得到各最佳功率，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S2；

所述步驟S2和步驟S3的具體過程包括：

步驟A，初始化每個波束的功率值、每個波束的第一對偶變量μ和第二對偶變量λ、以及迭代次數(shù)i，i的初始值為i＝0，設(shè)置功率閾值δ，δ＞0；

步驟B，執(zhí)行第i+1次迭代，具體過程包括：

按照功率分配公式為第m個波束分配功率：

基于第m個波束的分配功率求取第m個波束第i+1次迭代的信噪比和分配的業(yè)務(wù)容量；

其中，P_m(i+1)表示第m個波束在第i+1次迭代中分配的功率；μ_m(i)表示第m個波束的第一對偶變量μ_m在第i次迭代中的數(shù)值；λ_m(i)表示第m個波束的第二對偶變量λ_m在第i次迭代中的數(shù)值；A表示總帶寬與總功率比值；h_m表示第m個波束對應(yīng)信道的信道估計系數(shù)；w_m表示第m個波束的成形因子；|h_mw_m|²表示第m個波束的增益；σ²表示高斯白噪聲；φ表示第m個波束的功率分配因子；α_m表示第m個波束的編碼調(diào)制系數(shù)；

步驟C，若以下兩個條件均滿足，進(jìn)入步驟E，若以下兩個條件不能全部滿足，進(jìn)入步驟D：

條件一：所有波束第i+1次迭代的信噪比均大于信噪比閾值，即γ_m(i+1)≥γ_thr；

條件二：求取第i+1次迭代中所有波束分配的功率之和滿足P_T表示總發(fā)射功率；

步驟D，迭代更新所有波束的第一對偶變量μ和第二對偶變量λ，第m個波束的第一對偶變量μ_m和第二對偶變量λ_m迭代更新公式為：

其中，Δμ、Δλ分別表示第一對偶變量μ和第二對偶變量λ的迭代步長；

令i＝i+1，返回步驟B；

步驟E，將第i+1次迭代中各波束分配得到的功率作為各波束的最佳功率。

2.如權(quán)利要求1所述的多波束功率動態(tài)分配方法，其特征在于，在所述步驟B中，獲取第m個波束在第i+1次迭代中的信噪比為：

3.如權(quán)利要求1或2所述的多波束功率動態(tài)分配方法，其特征在于，在所述步驟B中，獲取第m個波束在第i+1次迭代中分配的業(yè)務(wù)容量為：C_m(i+1)＝Aα_mP_m(i+1)。

4.如權(quán)利要求1所述的多波束功率動態(tài)分配方法，其特征在于，在所述步驟A，基于每個波束的初始化功率值獲取的初始信噪比應(yīng)小于信噪比閾值，以及初始業(yè)務(wù)需求應(yīng)小于該波束的業(yè)務(wù)需求。