[发明专利]一种集能型无线中继网络最大化系统吞吐量的在线控制方法

说明书

一种集能型无线中继网络最大化系统吞吐量的在线控制方法,包括以下步骤：1)集能型无线中继网络中，通过最佳中继选择以及联合时间调度和功率控制实现端到端系统吞吐量最大化，其中，优化问题描述为一个多变量优化；2)将问题P1分解为中继选择和联合时间调度及功率分配两个子问题；3)针对中继节点k转发容量的求解得到最佳中继，最佳中继通过实现最大化总吞吐量得到最优化时间调度和功率分配本发明提供一种在集能型无线中继网络中通过最佳中继选择和联合时间调度及功率分配实现以最大吞吐量、最大化系统效益的可再生能量在线控制方法。

技术领域

本发明涉及集能型无线中继网络技术领域，尤其是一种集能型无线中继网络最大化系统吞吐量的在线控制方法。

背景技术

由于无线设备和新兴多媒体业务的激增，移动数据流量一直呈指数级增长。由于诸如路径损耗，阴影和小规模衰落的信道损耗，越来越多的室内和边缘用户可能会遇到低质量的服务性能。为了克服这种障碍，中继辅助接入技术已经被提出作为开发能量效率和空间分集以提高室内和小区边缘用户服务质量的有价值的解决方案。中继基站将作为边缘用户与宏蜂窝基站之间进行通信的中转站。

然而，密集地部置中继基站所产生的能耗以及随之带来的温室气体(如二氧化碳)排放量也是巨大的。出于对环境及经济效益的双重考量，能量采集技术被引入到无线中继网络中，中继基站及无线设备通过采集可再生能源(如太阳能，风能，热电，机电和环境射频能量等)进行供电已成为提高绿色中继网络能源效率和减少温室气体排放总量的可行技术。然而，由于可再生能量到达的不连续性，为了提供可靠的数据传输及网络吞吐量保障，对可再生能量优化管理变得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术中由于信道和可再生能量不确定性导致用户服务质量下降的不足，本发明提供一种集能型无线中继网络最大化系统吞吐量的在线控制方法，通过最佳中继选择和联合时间调度及功率分配实现最大吞吐量、最大化系统效益。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种集能型无线中继网络最大化系统吞吐量的在线控制方法，所述控制方法包括如下步骤：

1)集能型无线中继网络中，通过最佳中继选择以及联合时间调度和功率控制实现端到端系统吞吐量最大化，其中，优化问题描述为一个多变量优化：

P1:

受限于：

e_kt+1＝min{E_kt+e_kt,E_max,k}-p_r,kt(1-τ_kt)Lx_k，

d_kt+1＝min{r_s,ktL+d_kt,Q_max,k}-r_r,ktLx_k，

0≤τ_kt≤1，

r_s,kt＝Wτ_ktlog(1+h_s,ktp_s,t)，

r_r,kt＝W(1-τ_kt)log(1+h_r,ktp_r,kt)，

在此，问题P1的各参数定义如下：

W：网络带宽；

h_s,kt：时隙t内源节点到中继节点k的信道增益；