[发明专利]H-CRAN中基于SWIPT的能量分配与时隙切换系数联合优化方法

权利要求书

1.H-CRAN中基于SWIPT的能量分配与时隙切换系数联合优化方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、H-CRAN中基于SWIPT的能量和时隙切换系数联合优化方法的场景假设与建模；

步骤2、H-CRAN中基于SWIPT的最佳子信道分配策略；

步骤3、H-CRAN中基于SWIPT的能量分配和时隙切换系数的联合优化。

2.如权利要求1所述的H-CRAN中基于SWIPT的能量分配与时隙切换系数联合优化方法，其特征在于步骤1具体实现如下：

考虑异构云无线接入网中有一个宏基站和K个无线远端射频单元的场景，宏基站和无线远端射频单元统称为基站，用k∈{1,2,…,K+1}代表基站，其中k＝K+1代表宏基站，M_k∈{M₁,M₂,…,M_K+1}代表第k个基站有M_k个用户，假设有N个子信道用n∈{1,2,…,N}表示，每个子信道的带宽为B_sc；假设在通信过程中在同一个基站中最多有两个用户被分配到相同的子信道，在相同的子信道中功率高的用户先被解码；s_k,m,n＝1表示子信道n分配到基站k中的用户m，其中m∈{1,2,…,M_k}；p_k,m,n表示基站k在子信道n向用户m发射的功率的大小，h_k,j,m,n表示基站k中的用户m到基站j在信道n上的信道增益；x_k,m和1-x_k,m分别代表基站k中的用户m信息解码的时间和能量收集的时间；根据香农定理，基站k中的用户m在子信道n上的信息速率为：

r_k,m,n＝x_k,mB_sclog₂(1+SINR_k,m,n) (1)

其中，

其中，σ²是加性高斯白噪声，表示基站j在信道n上的总功率；

系统的总速率为：

基站总的发射功率为：

考虑到SWIPT的影响，基站k中的用户m在子信道n上收集的能量可以表示为：

H_k,m,n＝λ(1-x_k,m)s_k,m,np_k,m,n|h_k,k,m,n|² (5)

其中，λ为能量转换系数；

因此，系统收集到总能量为：

实际中系统消耗的能量为：

系统的总能量效率表示为：

建立如下系统能效最大化的资源分配模型，异构云无线接入网中基于SWIPT的能效优化问题如下：

其中P_k,max表示基站k的最大发射功率，E_k,m,min表示基站k下的用户m的最小能量收集值，R_k,m,min表示基站k下的用户m的最小信息传输速率；定义其中为上次迭代的值；

式(9)的优化问题转化为：

上述式(10)优化问题为非线性分式规划问题，能效定义为：

因此，总的优化问题可以转换为：