[发明专利]一种面向5G基站的复合式能耗优化控制方法

权利要求书

1.一种面向5G基站的复合式能耗优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，构建包括用户、5G基站和5G控制中心的蜂窝通信系统；

S2，利用神经网络分别建立用户分配模型和基站状态选择模型；

S3，设置时间片总数T，初始化用户分配模型的网络参数、基站状态选择模型的网络参数、时间片长度τ以及初始时间片t＝0；

S4，执行t＝t+1，统计所有用户的基本信息，以时间片长度最小化为一级目标函数求解用户分配模型的最优解得到用户分配策略A_u，5G基站根据用户分配策略A_u与用户进行数据连接；

S5，所有数据连接建立后，每个5G基站根据所连接的5G用户数量统计需要传输的数据总量，以能耗服务权衡值最小化为二级目标函数利用深度强化学习算法求解基站状态选择模型的最优解得到基站状态策略A_s；

S6，每个5G基站根据基站状态策略A_s对各自的状态进行切换，根据奖励函数计算用户分配模型和基站状态选择模型的奖励，并对用户分配模型和基站状态选择模型的网络参数进行更新，判断tT，如果是返回步骤S4，否则结束。

2.根据权利要求1所述的面向5G基站的复合式能耗优化控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤：

S4.1，所有用户确定各自的基本信息，并将基本信息发送到5G控制中心；

S4.2，5G控制中心对接收到的所有用户的基本信息进行统计得到用户状态空间S_u；

S4.3，将用户状态空间S_u输入用户分配模型，以时间片长度最小化为一级目标函数利用深度强化学习算法对用户分配模型求解得到用户分配策略A_u，将用户分配策略A_u传输到每个5G基站；

S4.4，每个5G基站根据用户分配策略A_u与指定的用户建立数据连接。

3.根据权利要求2所述的面向5G基站的复合式能耗优化控制方法，其特征在于，所述用户状态空间S_u的表达式为：

式中，s_t表示第t个时间片时的总用户数，和表示用户n_j当前所在位置的二维坐标值，表示用户n_j需要传输的数据量，N′表示用户的集合，T′表示时间片数的集合，且T^′＝{1,2,···,T}；

所述用户分配策略A_u的表达式为：

式中，表示用户n_j的用户分配策略，num_c表示每个用户可以选择的最大基站数，M′表示5G基站的集合。

4.根据权利要求2所述的面向5G基站的复合式能耗优化控制方法，其特征在于，所述一级目标函数的表达式为：

式中，τ表示时间片长度，θ_a表示一级目标函数；

所述时间片长度τ的计算公式为：

式中，表示5G基站m_i上所有用户下载完成的下载时间，M_t表示最大时间片长度。

5.根据权利要求4所述的面向5G基站的复合式能耗优化控制方法，其特征在于，所述5G基站m_i上所有用户下载完成的下载时间的计算公式为：

式中，表示5G基站m_i到5G用户n_j的传输时间，N′表示用户的集合；

所述5G基站m_i到5G用户n_j的传输时间的计算公式为：

式中，表示5G用户n_j从5G基站m_i下载数据的峰值速率，表示用户需要传输的数据量。