[发明专利]针对频率转换卫星功率和转发器增益档的联合优化算法

摘要

本发明公开了一种针对频率转换卫星功率和转发器增益档的联合优化算法，首先建立适用于频率转换卫星通信系统的资源分配模型，然后利用拉格朗日对偶理论和黄金分割法迭代寻找问题的最优解，最大化地提高了频率转换卫星的信道容量，本发明的优点在于首次针对频率转换卫星提出了功率和转发器增益档的联合优化算法，能够同时计算出最优的转发器增益档的值和对应的分配给各个用户的功率值；同时考虑功率和转发器增益档的联合优化，提高了卫星的资源利用效率；并考虑到了发送端有效全向辐射功率、星上转发器增益档等对频率转换卫星资源分配中的影响，与实际情况相符。

主权项

1.一种针对频率转换卫星功率和转发器增益档的联合优化算法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1、针对频率转换卫星，考虑卫星转发器端到端全程链路性能，建立适用于频率转换卫星的资源分配模型，方法如下：取信道容量最大化为功率分配和转发器增益档设置的优化目标，由于功率和发送端有效全向辐射功率受限，得到如下数学模型：其中，设频率转换卫星共有M个用户，卫星分配给第i个用户的功率为pi,第i个用户的链路衰减因子为αi2，自由空间路径损耗为Lr，星上天线增益为Gs，每个用户获得的信道容量为ci，每个用户分配的带宽为W,星上转发器增益为G，在下行链路接收端，第i个用户的天线增益为Gri；上行链路噪声谱密度为Ns，下行链路噪声谱密度为Nr，设卫星上总功率为P，发送端给第i个用户发送信息时，发送端的有效全向辐射功率为EIRPi；其中式(1)表示选取信道容量最大化为功率分配和转发器增益档设置的优化目标，约束条件(2)表示第i个用户的香农信道容量，约束条件(3)表示系统总功率受限，约束条件(4)表示发送端用户有效全向辐射功率受限；步骤2、确定转发器增益档的范围[A,B]；步骤3、确定关于转发器增益范围的黄金分割点R1、R2；步骤4、利用对偶理论和黄金分割法确定最优的转发器增益档的增益和最优的功率分配值。