[发明专利]星空地协同海洋通信网络容量优化方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种星空地协同海洋通信网络容量优化方法及装置，所述方法包括：基于每一近海小区的岸基基站、无人机与近海终端之间的大尺度衰落信道、每一近海小区的岸基基站、无人机与远海终端之间的大尺度衰落信道，在确保远海终端所受干扰小于预设值的前提下，构建优化问题模型；优化问题模型的目标为：最大化所有近海小区的总速率；计算优化问题模型的最优解，并根据最优解确定每一近海小区的基站的发射功率。本发明实施例提供的星空地协同海洋通信网络容量优化方法及装置，在海域通信场景下，通过优化分配近海小区无人机和岸基基站的功率，来控制对海洋卫星用户的干扰，实现近海小区传输速率最大化，提升星空地协同网络的性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种星空地协同海洋通信网络容量优化方法及装置。

背景技术

近年来，不断增长的海洋勘探、航运、军事等多方面的需求以及人类在海上活动的日益频繁，海域宽带通信受到了越来越多的关注。

然而，海域通信由于其场景的特殊性，发展速度较为缓慢。目前近海无线通信面临岸基基站部署难度大、可用站址少的问题，覆盖范围受限；卫星通信虽可解决海域通信的覆盖问题，但是其造价成本高、传输时延大，限制了海域通信向高带宽、低时延方向的发展。卫星系统和地面系统之间几乎相互独立，加上通信频段、带宽的分配不统一，系统间不兼容带来的干扰问题大大制约了海域通信的发展。

针对沿海基站覆盖范围小的问题，逐渐兴起的无人机通信，其灵活的移动性，可以弥补岸基基站站址受限的缺点，覆盖通信盲区，扩大近海宽带通信范围，提升通信质量。综合考虑岸基基站和无人机基站以及卫星系统是提升海洋网络覆盖性能的重要途经，但面临系统内部和系统间复杂干扰难题，如何协调各个系统的资源分配策略，控制干扰，优化网络整体容量是当下急需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种星空地协同海洋通信网络容量优化方法及装置，用于解决现有技术中的上述技术问题。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种星空地协同海洋通信网络容量优化方法，包括：

基于每一近海小区的基站与近海终端之间的大尺度衰落信道、每一近海小区的基站与远海终端之间的大尺度衰落信道构建优化问题模型；所述优化问题模型的目标为：最大化所有近海小区的总速率；

计算所述优化问题模型的最优解，并根据所述最优解确定每一近海小区所有基站的发射功率。

进一步地，所述优化问题模型的约束条件为：

a、任一目标近海小区的所有基站的功率之和小于等于所述目标近海小区的总发射功率；

b、任一目标近海小区的任一基站的功率大于等于零；

c、所有近海小区对远海终端的干扰之和小于等于预设阈值。

进一步地，所述所有近海小区的总速率是指所有近海小区总速率在小尺度下的平均值。

进一步地，所述构建优化问题模型之前，还包括：

根据每一近海小区基站的位置与近海终端的位置确定每一近海小区的基站与近海终端之间的大尺度衰落信道；根据每一近海小区基站的位置与远海终端的位置确地每一近海小区的基站与远海终端之间的大尺度衰落信道。

另一方面，本发明实施例提供一种星空地协同海洋通信网络容量优化装置，包括：

构建模块，用于基于每一近海小区的基站与近海终端之间的大尺度衰落信道、每一近海小区的基站与远海终端之间的大尺度衰落信道构建优化问题模型；所述优化问题模型的目标为：最大化所有近海小区的总速率；

计算模块，用于计算所述优化问题模型的最优解，并根据所述最优解确定每一近海小区所有基站的发射功率。

进一步地，所述优化问题模型的约束条件为：