[发明专利]在异构通信共存网络中基于运动模型的基站功率控制方法

权利要求书

1.一种在异构通信共存网络中基于运动模型的基站功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.通信网络场景中的节点，有一个蜂窝用户CU，一个基站BS，一个中继R，一个通过中继R和基站BS通信的边缘用户EU，D2D通信中的用户D₁和用户D₂；

考虑通信网络场景中边缘用户EU和用户D₁是运动状态，蜂窝用户CU，基站BS，中继R，用户D₂均为静止状态；

b.建立运动用户D₁，边缘用户EU运动速度和路径损耗相关的运动模型:

P_i^j为节点j接收到的来自处于运动状态的节点i的传输功率，P_i为运动状态的节点i的传输功率；d_ij为节点i和j之间的距离，α为路径损耗因子，v_i为节点i的瞬时运动速度；

对于处于静止状态，不受用户D₁或边缘用户EU的运动速度带来的路径损耗影响的节点，建立路径损耗模型如式：

为节点j接收到的来自节点j′的传输功率；d_jj′为节点j′和j之间的距离，P_j′为节点j′的传输功率，j′和j均是处于静止状态的节点；

c.考虑基站BS和中继R发射功率的约束，兼顾用户通信质量条件下，建立网络吞吐量的最大化优化问题如式(3)：

其中R_CU、R_EU分别表示蜂窝用户CU、用户D₁、用户D₂、边缘用户EU的传输速率，P_BS表示基站BS的发射功率，P_min和P_max表示基站BS最小和最大的发射功率，和表示中继R最小和最大的传输功率，λP_BS表示由基站BS发射功率控制的中继R的传输功率，λ∈(0,1)；I_i表示节点i的信干噪比，表示保证节点i通信质量的信干噪比阈值；

根据香农公式，相应的传输速率模型如下：

其中，分别表示基站端、用户D₁端、用户D₂端、边缘用户EU端的接收噪声；

蜂窝用户CU、用户D₁、用户D₂和边缘用户EU的信干噪比为式：

根据各个节点的信干噪比I_i以及基站BS和中继R的发射功率约束条件，利用非线性凸优化算法SVD，得到网络吞吐量最大化条件下的基站功率P_BS，整个网络通过对基站发射功率的控制，在保证用户的通信质量条件下，实现网络吞吐量的最大化。