[发明专利]一种基于深度强化学习的非正交接入下行传输时间优化方法

说明书

一种基于深度强化学习的非正交接入下行传输时间优化方法，包括以下步骤：(1)在基站的覆盖范围下总共有I个移动用户，提出了一种满足移动用户的服务质量同时，在移动用户的下载量给定的情况下最小化基站的下行传输时间和基站总能量消耗；(2)通过强化学习算法来找到一个最优的下行传输时间t^*，使得有最优的下行资源消耗；(3)不断重复迭代过程直到得到最优的下行传输时间t^*，使得有最优的下行资源消耗。本发明提供一种最小化下行传输时间与基站总能量消耗的基于深度强化学习的非正交接入下行传输时间优化方法。

技术领域

本发明属于通信领域，一种基于深度强化学习的非正交接入下行传输时间优化方法。

背景技术

移动互联网业务的快速发展，对蜂窝无线接入网造成了巨大的流量压力。由于有限的无线资源，利用非正交接入技术使移动用户同时共用同一信道为无线接入提供一种有效的方法，实现在未来的5G网中超高吞吐量和大规模连接的目标。我们旨在最小化下行传输时间与基站总能量消耗，在基站发送数据到对应移动用户的传输过程中。我们提出了一种基于深度强化学习的非正交接入下行传输时间优化方法。

发明内容

为了克服现有技术的下行传输时间较长、基站总能量消耗较大的不足，本发明提供一种最小化下行传输时间与基站总能量消耗的基于深度强化学习的非正交接入下行传输时间优化方法，本发明针对下行传输时间过大的难点，主要考虑的是利用非正交接入技术来传输数据，研究了一种基于深度强化学习的非正交接入下行传输时间优化方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于深度强化学习的非正交接入下行传输时间优化方法，包括以下步骤：

(1)在基站的覆盖范围下总共有I个移动用户，移动用户用集合表示，基站使用非正交接入技术同时向移动用户发送数据，其中移动用户i需要接收的数据量用表示；

在保证基站发送完成所有移动用户数据量的条件下，最小化下行传输时延和基站总能耗的优化问题描述为如下所示的优化问题DDRCM(Downloading-Duration ResourceConsumption Minimization)问题，DDRCM指的是下行资源消耗最小化：

0≤t≤T^max (1-3)

Variables:t

下面将问题中的各个变量做一个说明，如下：

α:下行传输时间的权重因子；

β:下行传输总能量消耗的权重因子；

t:基站发送数据到移动用户的下行传输时间，单位是秒；

是关于t的函数，表示基站为了在给定下行传输时间t内完成发送全部移动用户数据量所需要的最小总发射功率，单位是瓦特；

W:基站到移动用户的信道带宽，单位是赫兹；

n₀:信道背景噪声的频谱功率密度；

g_Bi:基站到移动用户i的信道功率增益；

基站需要发送到移动用户i的数据量，单位是兆比特；

基站最大下载能量消耗，单位是焦耳；

T^max:基站发送数据到移动用户的最大下行传输时间，单位是秒；

(2)DDRCM问题表示如下：