[发明专利]移动环境下时域公平性可调的功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种移动环境下时域公平性可调的功率分配方法。

背景技术

在移动场景下，地面基站和移动台之间的信道质量受远近效应的影响非常明显。移动台和地面基站的距离越近，它们之间的信道质量就越好，反之，移动台和地面基站的距离越远，它们之间的信道质量就越差。考虑到无线信号的发射端的发射功率、能量及覆盖范围是有限的，提高移动台和地面基站在移动场景下的信道利用率和能量效率对于提升系统的传输能力和资源利用率都有重要的作用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种提高信道利用率和能量效率的移动环境下时域公平性可调的功率分配方法。

为达到上述目的，本发明移动环境下时域公平性可调的功率分配方法至少包括以下步骤：

计算发送节点的瞬时发送功率；

判断所述瞬时发送功率对应的偏差量是否在预定范围内；

若所述偏差量不在所述预定范围内，对所述瞬时发送功率进行一次或至少两次调整，直至调整后的瞬时发送功率对应的偏差量在所述预定范围内；

判断发送节点是基于连续时间还是基于离散时间发送信息：

若发送节点基于连续时间发送信息，发送节点按所述偏差量在所述预定范围内的所述瞬时发送功率发送信息；

若发送节点基于离散时间发送信息，将发送节点向接收节点发送信息的总时间T划分为若干时间区间，根据对应的所述偏差量在所述预定范围内的所述瞬时发送功率计算各所述时间区间的起点和末点对应的瞬时发送功率值，在各所述时间区间内发送节点向接收节点发送信息的发送功率为该所述时间区间的起点和末点分别对应的瞬时发送功率值的平均值。

具体地，所述计算发送节点的瞬时发送功率的步骤中，采用的计算公式为其中中μ通过公式得到，P(τ)为瞬时发送功率，μ为临时参数，B为信道的总带宽，N()为噪声函数，W()为朗伯函数，α为公平性参数，τ为0～T内的任意时刻，为平均发送功率。

具体地，所述公平性参数α在0～1范围内，且α越大，信道容量在时域上的公平性越高。

具体地，所述判断所述瞬时发送功率对应的偏差量是否在预定范围内的步骤的具体过程为：

根据公式计算出所述总发送功率，其中P为所述总发送功率；

根据公式计算所述偏差量，其中ΔP为所述偏差量，为所述预期总发送功率；

所述预定范围为-ε～ε，即若|ΔP|＜ε，则偏差量在所述预定范围内，若|ΔP|≥ε，所述偏差量不在所述预定范围内。

具体地，所述若所述偏差量不在所述预定范围内，对所述瞬时发送功率进行一次或至少两次调整，直至调整后的瞬时发送功率对应的偏差量在所述预定范围内的步骤的具体过程：

步骤1，更新μ的值，μ＝μ-s_pre·Δμ，其中s_pre＝sgin(ΔP)，sgin()为正负号获取函数，Δμ为迭代步长；

步骤2，将更新后的μ带入瞬时发送功率的计算公式，计算调整后的瞬时发送功率；

步骤3，判断调整后的瞬时发送功率对应的偏差量是否在预定范围内：若所述偏差量不在所述预定范围内，对所述调整后的瞬时发送功率再进行调整：通过s_cur＝sgin(ΔP)判断所述调整后的偏差量的正负号，若s_cur·s_pre>0，更新Δμ＝K₁·Δμ；若s_cur·s_pre<0，更新Δμ＝Δμ/K₂，其中K₁>1，K₂>1，然后重新执行步骤1～3，直至调整后的瞬时发送功率对应的偏差量在所述预定范围内。

本发明为在发送节点和接收节点之间有稳定的相对速度的移动环境下，在利用公平性参数调节各信道发送信息的公平性的基础上，发送节点以时间为轴进行发送功率的分配，使得在信道质量越好时，信息发送速率越高，在单位时间内发送的信息量越大的功率分配方法。本发明利用公平性参数调节各信道发送信息的公平性，在信道质量越好时，使得信息发送速率越高，在单位时间内发送的信息量越大，从而提高了信道的利用率。在总的发送功率为定值时，发送的总信息量越大，能量效率越高，由于实现了对信道利用率的优化和提高，从而也提高能量效率。

附图说明

图1是本发明的移动场景；

图2是本发明的瞬时发送功率在α＝0.5时的曲线图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。