[发明专利]在数能一体化通信网络中上行用户吞吐量公平性优化方法

摘要

本发明公开了一种在数能一体化通信网络中上行用户吞吐量公平性优化方法，具体包括：建立数能一体化网络中的上下行网络模型；确定基站发射功率、噪声功率和能量转化率；定义用户下行业务需求，得到目标表达式以及其约束；计算每个用户下行收割到的能量的表达式；进而得出用户上行数据量的表达式；通过联合优化用户的上行下行时隙和功率分割因子完成用户上行吞吐量公平性优化，得出传输策略。本发明的方法通过对一种数能一体化网络的物理场景进行建模，并根据凸优化理论对模型求解，解决了在数能一体化网络中，用户通信能量来源于基站发送的射频信号，且用户有下行数据量需求的情况下，严格保证用户上行传输公平性，最大化用户上行数据量的问题。

主权项

1.一种在数能一体化通信网络中上行用户吞吐量公平性优化方法，包括以下步骤：S1、确定网络模型，建立数能一体化网络中的上下行网络模型；具体包括以下子步骤：S11、考虑单小区的基于TDMA的数能一体化蜂窝网络，基站和用户均为单天线，基站BS以广播形式通过下行信道分时地发送数能一体信号给M个用户(U₁,U₂,U₃,...,U_M)，用户则通过上行信道分时地发送信息至基站；基站以恒定的功率完成下行的通信；设基站与用户之间的信道在一个工作周期T内保持不变，和分别表示为用户j的下行信道和上行信道的信道功率衰落，设信道均为AWGN信道，且信道噪声功率为P_n；S12、在的时间段内，基站以功率P^BS以广播的形式与用户j进行通信，此时，用户j通过功率分割技术以分割因子μ_j将下行接收到的信号能量划分成两部分，一部分作为能量收集，另一部分接收的信号能量进行解码获得相应信息，而其他用户则将接收到的信号全部作为能量进行采集；S2、确定基站发射功率、噪声功率和能量转化率；S3、定义用户下行业务需求，得到关于用户下行业务需求的目标表达式以及其约束；S4、计算每个用户下行收割到的能量的表达式；S5、根据S4中得到的用户下行收集到的能量的表达式得出用户上行数据量的表达式；S6、通过联合优化用户的上行下行时隙和功率分割因子完成用户上行吞吐量公平性优化，并得出传输策略。