一种双向中继网络下的能量优化方法与流程

技术特征：

1.一种双向中继网络下的能量优化方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、将系统的总能量损耗表示为分段求和模型，则系统优化模型可以表示为：受限于并且变量sk＞0,tk＞0,1≤k≤F；

其中，移动终端用户表示为N＝{ni,1≤i≤|N|},F为系统通信链路数，F＝2|N|+2，θ为功率放大器输出功率和消耗功率的比值；

Ptr(v1,v2)表示从到成功传输数据的传输功率，nB为基站、nR为中继节点；

γ0(v1,v2)为从到成功传输数据的SNR阈值；

Pct,Pcr,Pid分别表示除了功率放大器外的传输方的电路功率、接收方的电路功率和空闲功率；

表示从到的信道增益；E[g]表示信道增益的数学期望；

ri^u,ri^d表示移动终端用户ni的上行和下行速率需求；

上述公式中e为自然常数、W为信道带宽、N0为噪声功率谱密度；

当系统优化模型满足凸条件时，必须满足：

其中表示最大传输功率；

Amin为满足如下式子的A的最小值：

其中，表示最小的SNR阈值，表示最大的SNR阈值；

此时采用传统的凸优化方法进行能量优化；

步骤2、当系统优化模型不满足凸条件时

(1)求出给定传输功率sk时的最优信噪比阈值

其中满足

那么系统优化模型可以转化为

受限于并且变量

sk＞0,tk＞0,1≤k≤F；

定义

(2)根据最优的信噪比阈值通过迭代算法进一步优化传输功率sk：

首先把优化问题的限制放开到搜索得到每条单链路能耗Z(sk)最优化的sk，这样得到sk值是最优的，当所有链路总时间不满足小于1的限制条件时，寻找相同时间步长且能耗增加最少的链路，然后减少该种链路的时间，直至所有链路总时间小于1。

2.根据权利要求1所述的一种双向中继网络下的能量优化方法，其特征在于：所述的步骤2中的迭代算法具体分三步：

第一步：

1：设置迭代次数IN；

2：输入参数:系统通信链路数F，各链路速率的需求Lk，各链路功率参数Dk,；

3：找到每一条链路开始优化的传输功率值sk，使得Z(sk)最小化，并且满足：

4：计算迭代步长δ：

5：求出s′k，使其满足：

并计算Z(s'k)；

第二步：

如果算法结束，否则，转第三步；

第三步：

1：计算并令sindex＝s′index,Z(sindex)＝Z(s′index)；其中，ΔZmin是指所有链路中，Z(sk')与Z(sk)的差值的最小值，index是ΔZmin对应的链路序号；

2：求出s′index，使其满足：

3：计算Z(s′index)；

4：返回第二步。