[发明专利]卫星通信系统中的功率分配方法

权利要求书

1.一种卫星通信系统中的功率分配方法，其特征在于，分配步骤如下：

步骤1：在卫星通信系统的公平性功率分配模型中，初始化对偶变量λ和σ＝[σ₁,σ₂,…,σ_K]以及每个对偶变量的迭代步长Δ；将每个σ_i的值设置为0，其中i∈{1,2,…,K}，K为系统的波束数，并且其对应的迭代步长设置为0.001，n表示迭代次数；选取业务申请量最小的用户U_j，给其分配的功率为P_j＝P_total·T_j/T_total，其中T_total为所有用户业务申请量的总和，P_total为卫星通信系统中星上总功率，T_j为用户U_j的业务申请量；然后确定出对偶变量λ的初始值λ₀，并且将其迭代步长设置为λ₀/100000：

其中卫星通信系统的公平性功率分配模型为：

min{Pi}Σi=1M(Ti-Di)2]]>

s.t.

Di=Pi·GS·(G/T)iLi·(Eb/N0)i·k≤Ti]]>

Σi=1MPi≤Ptotal]]>

Σi∈NBjWi≤WBj;]]>

其中，D_i表示第i个用户申请的容量；M表示用户个数；表示第j波束的总带宽；W_i表示第i个用户所占用的带宽资源；表示第j个波束所包括的用户集合；

步骤2：确定经过优化后的每个用户分配的功率资源P_i^opt；

步骤1和步骤2根据如下公式确定对偶变量λ的初始值与经过优化后的每个用户分配到得功率资源P_i^opt

2·GS·(G/T)iLi·(Eb/N0)i·k(Ti-Piopt·GS·(G/T)iLi·(Eb/N0)i·k)=λ+σjGS·(G/T)i·[1+ρ(αi)]Li·(Eb/N0)i·k·η(αi),i∈NBj;]]>

其中，L_i表示第i个用户的下行链路损耗，(G/T)_i表示第i个用户接收设备的增益与等效噪声温度之比；G_S表示卫星发射天线的增益；k表示波尔兹曼常数，其值为1.379×10^-23W/KHz；α_i表示第i个用户采用的调制编码模式；(E_b/N₀)_i、ρ(α_i)和η(α_i)分别表示调制编码模式α_i对应的解调门限比特信噪比、滚将因子和频谱效率；表示第j个波束所包括的用户集合；

步骤3：根据上一步中得到的分配给每个用户的功率值，更新对偶变量λ和σ_i的值，方法为

λn+1=[λn-Δλn(Ptotal-Σi=1MPiopt)]+]]>

σin+1=[σin-Δσn(WBi-Σj∈NBiWj)]+]]> 1

其中，[x]⁺＝max{0,x}；n表示迭代次数；表示第i波束的总带宽；W_j表示第j个用户所占用的带宽资源；表示第i个波束所包括的用户集合；M表示用户个数；

步骤4：判断下面两个条件是否同时满足：|λⁿ⁺¹(P_total-∑_iP_i)|＜ε和如果同时满足则结束整个分配过程；否则，返回步骤2。