[发明专利]基于优先级准入控制的功率带宽联合资源优化方法

说明书

基于优先级准入控制的功率带宽联合资源优化方法,涉及信息与通信技术领域，是为了解决目前星地频谱共享网络资源受限的问题，以及在频谱效率及干扰估计方面存在或部分存在的资源利用率不高的问题，本发明兼顾延迟约束，干扰约束和资源约束，提出了基于二元凸优化的OEJR方案来限制干扰并提高能源效率，并分析了其复杂性。限制实际分配方差的上限和每个波束的所需容量，基于最大误差最小保证不同波束之间的公平性。仿真结果表明，在牺牲了一小部分计算复杂度的前提下，所提算法的总体能效，吞吐量和资源利用率得到了提高。

技术领域

本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及在星地频谱共享网络中对既能保证能够按照优先级模型接入，又能抑制组件间干扰的最优能效资源管理方法的研究。

背景技术

在产业界，未来5G通信和卫星网络相结合，可以充分发挥卫星和地面各自的优势，相互弥补各自的不足，大大提高网络终端可容纳的用户数量以及用户体验。在远洋通信、应急通信、军用通信、防汛救灾、科考勘探等，应用空间巨大。英国电信集团(BT)首席网络架构师NeilMcRae对6G通信进行了展望，他认为6G将是“5G+卫星网络”，在5G的基础上集成卫星网络来实现全球覆盖，并有望在2025年得到商用。世界上第一颗商用卫星早在1965年便由美国发射成功，从那以后，卫星通信技术开始发展起来，并取得越来越广泛的应用。如今，多种通信服务都应用到了通信卫星，卫星通信不仅在军事领域起到关键作用，也影响着人类的生产、生活方式。近年来波音、空客、亚马逊、Google、Facebook、SpaceX等高科技企业纷纷投资卫星通信领域，提出了OneWeb、Starlink等十余个低轨卫星通信系统方案，目标是实现全球互联网覆盖，若这些方案得以实施，未来五年内将有20000余颗低轨卫星进入太空。国内低轨卫星通信系统建设提上日程，将开启千亿市场面对国外发展迅猛的低轨卫星通信系统，国内航天科技和航天科工集团分别提出了“鸿雁”和“虹云”卫星通信星座计划，我国亦将进入卫星与地面联合通信时代。在学术界，2018年11月，我国科技部拟将“与5G/6G融合的卫星通信技术研究与原理验证”课题，列入国家重点研发计划“宽带通信和新型网络”重点专项中，说明卫星和地面联合通信在未来通信领域的重要性，卫星通信将在5G/6G通信时代有广阔的应用前景。随着卫星通信系统的快速发展，人们对由通信系统所提供业务的多样性及业务质量提出了更高的要求。近年来，卫星通信系统和地面通信系统都得到了高速发展，然而这些通信方式也存在着其固有不足，通过卫星通信与地面通信的有机组合形成星地一体化系统可以有效的弥补单一系统的不足之处，从而为用户提供无论何时何地的高质量通信。从民用通信的发展趋势来看，通信正从少量业务接入走向超密集组网，星地频谱共享的资源分配方案将成为未来的主流。卫星和地面网络的频谱共享来源于卫星通信和地面通信本身的发展需求。

发明内容

本发明是为了解决目前星地频谱共享网络资源受限的问题，以及在频谱效率及干扰估计方面存在或部分存在的资源利用率不高的问题，从而提供一种基于优先级准入控制的功率带宽联合资源优化方法。

一种基于优先级准入控制的功率带宽联合资源优化方法,它包括以下步骤：

步骤一、生成三个优先级列队等待数量分别是L1列队h,L2列队l,L3列队n以及网络中接入的三类优先级数量分别是i,j,k；

步骤二、优先基于比例公平准则接入L1队列至h＝0；

步骤三、若nN，基于比例公平准则接入L3，若n≤N且l0则基于比例公平准则接入L2；

步骤四、对偶变量初始值为ρ¹、λ¹、μ¹、ν¹，相应迭代步长△^ρ、△^λ、△^μ、△^ν，最大迭代次数N_iter和精度ε；