[发明专利]一种无线蜂窝网络拓扑控制节能方法

权利要求书

1.一种无线蜂窝网络拓扑控制节能方法，其特征在于，包括：

利用图论知识将无线蜂窝网络中的基站{b_m}，m＝1，2，K，M、用户{u_n}，n＝1，2，K，N及它们之间的连接关系建模为一个加权的二部图，基站和用户是图中的点，基站和用户的连接关系表示该加权二部图的边；

若基站b_m和用户u_n之间的链路存在，即边存在，则该边在连接矩阵X＝(x_m，n)_M×N中对应元素值为1，该边的权值w_m，n由u_n的归一化信干噪比值 及b_m的归一化负载值 联合决定；若二者之间不存在链路，则该边在连接矩阵中对应元素值为0，该边的权值也为0；所有边的权值组成权值矩阵W＝(w_m，n)_M×N；

进一步的，本发明给出了一种使无线蜂窝网络对应的加权二部图的总权值 达到最大值的迭代方法，该迭代方法通过不断更新加权二部图的连接矩阵X及权值矩阵W，从而使加权二部图总权值R达到最大值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，u_n的归一化信干噪比值 的计算方法如下：

首先计算u_n的接收信干噪比值 其中pl_m，n为b_m到u_n之间的信道增益，P_N为用户处的噪声功率， 表示b_m的发射功率。

其中，假设基站的功率与其连接的用户数量是线性关系，即 表示b_m的发射功率， 为基站的线路功耗，μ是一个与功耗相关的系数， 表示b_m连接的用户数量；

然后计算u_n的归一化接收信干噪比 其中分母表示u_n接收到各个基站的信干噪比的最大值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，b_m的归一化负载值 的计算方法如下：

b_m的归一化负载值为 算中 表示b_m连接的用户数量，分母表 示所有基站连接的最大用户数量。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，b_m和u_n链路对应的边的权值w_m，n计算方法如下：

其中，α、β分别是信干噪比因子和功耗因子，并且α+β＝1。这两个因子表示了在用户接入基站过程中分别考虑链路质量和无线蜂窝网络能耗两个方面的程度，因子的值越大，表示考虑该方面的程度越大，可以通过设置不同的α、β值来改变不同因素的比重。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使无线蜂窝网络对应的加权二部图的总权值 达到最大值的迭代方法的思想如下：

通过不断改变X＝(x_m，n)_M×N的值，计算出本次迭代的连接矩阵和加权二部图的总权值；为了保证最后的结果是全局最优而不是局部最优，用S来记录联系两次迭代结果相同R^k＝R^k-1的次数；假设只有连续S_M次迭代结果相同得到的解才是全局最优的，这里S_M是一个常数。