[发明专利]一种数能一体化网络中的频分复用资源分配方法

权利要求书

1.一种数能一体化网络中的频分复用资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定系统模型，并为其分配传输协议；

S2：根据系统特性定义传输策略；

S3：假设通信过程中的子载波带宽一致，假设已知信道状态信息且不改变，求每个用户的接收信号、接收能量和下行信息传输速率；

S4：求基站的接收信号和上行信息传输速率；

S5：定义优化目标为综合优化上下行最大信息传输速率，得到优化目标表达式以及其约束；

S51：定义优化目标，设定上下行数据传输速度关系；根据优化目标为综合优化上下行最大信息传输速率，通信系统的不同优化重点，即上下行最大信息传输速率和的不同优化重点通过添加ε加权因子来实现；ε＝∞的时候表示为了能够让下行数据通信的传输速度得到最大化，ε＝1表示上下行数据通信的传输速度需要一起进行优化，ε＝0表示为了能够让上行数据通信的传输速度得到最大化，优化目标用如下式子表示：

S52：约束条件包含在无线通信系统中下行传输过程中的数据传输子载波集合与能量传输子载波集合的约束、无线通信系统中上行传输过程中的数据传输子载波集合的约束、系统下行传输信息和能量的功率和要小于基站总发射功率的约束、系统下行数据传输时各个子载波的传输功率要小于子载波的最大下行传输功率的约束、系统上行数据传输时所使用的总的发射功率必须小于系统在下行传输时收割到的总能量的约束、系统上行数据传输时各个子载波的传输功率要小于子载波最大上行传输功率的约束；以上约束可以表示为以下式子：

P_DI＝[p_DI,1,...,p_DI,n,...,p_DI,N]^T,n∈M_DI；

P_DI＝[p_DI,1,...,p_DI,n,...,p_DI,N]^T,n∈M_DI；

P_UI＝[p_UI,1,...,p_UI,n,...,p_UI,N]^T,n∈Φ；

S53：得到优化问题表达式；

S6：根据优化目标表达式以及其约束求解出最优子载波传输功率；

S7：根据优化目标表达式以及其约束求解出最优化子载波分配。

2.根据权利要求1所述一种数能一体化网络中的频分复用资源分配方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下分步骤：

S31：假设在整个通信的两个阶段，基站和用户设备已知信道状态信息并且不发生改变，求子载波的接收信号；

S32：求子载波的接收能量和下行信息传输速率。

3.根据权利要求1所述一种数能一体化网络中的频分复用资源分配方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括以下分步骤：

S61：将原非凸问题通过固定子载波分配的集合，使用拉格朗日对偶法求解；

S62：通过KKT条件求解出最优子载波传输功率。

4.根据权利要求1所述一种数能一体化网络中的频分复用资源分配方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括以下分步骤：

S71：带入最优子载波传输功率求解子载波分配；

S72：不断重复步骤S6、S71、S72,使用椭球法不断更新，直至轴长小于设定精度，此时求得的最佳子载波传输功率和最优化子载波分配。