高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法
【专利摘要】本发明公开一种高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，主要为了提供一种满足移动站点的缓存限制的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法。本发明首先预设一个基站的服务周期为然后判断所述服务周期内的功率转折点的个数，并求出各所述功率转折点对应的时刻，再根据第一发送端信噪比计算公式或第二发送端信噪比计算公式求出发送端信噪比。本发明在满足缓存限制条件下将所需要的发送功率进行最小化，既使移动站点的缓存无溢出，又使发送功率最小化。
【专利说明】高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法。
【背景技术】
[0002]高速铁路的大范围铺设带来了对高移动环境下宽带无线通信的大量用户需求，而传统的技术例如GSM-R只能支持200kbps的速率，显然不足以满足这样的用户需求，因此有必要研究新的技术与新的构架来满足高移动环境下的宽带无线通信需求。
[0003]目前，高移动环境下的通信方案采用两跳的传输架构，即在车厢内设置接入点，接入点的天线设置在车厢外面。用户在和基站进行信息传输时，首先用户将信号发送给接入点，接入点通常称为移动站点，移动站点通过车厢外的天线将信号发送给基站，即完成用户到基站的信息传输，而基站到移动站点的信息传输与移动站点到基站的信息传输的方向相反。由于移动站点到基站的无线链路的时变特性，需要在移动站点引入缓存对业务到达速率，与信道服务速率进行匹配，实现高效、低延迟的信息传输。
[0004]本发明就是针对移动站点到基站的点对点的传输，在仅考虑大尺度衰落的情况下，研究在保证移动站点缓存无溢出的情况下的有效功率控制和分配策略。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明提供一种满足移动站点的缓存限制条件下使发送功率最小化的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法。
[0006]为达到上述目的，本发明高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，所述方法至少包括以下步骤:
[0007]预设一个基站的服务周期为[%，T0 +|]，
[0008]判断所述服务周期内的功率转折点的个数，并求出各所述功率转折点对应的时亥|J，再根据第一发送端信噪比计算公式或第二发送端信噪比计算公式求出发送端信噪比:
[0009]若功率转折点有四个，则采用所述第一发送端信噪比计算公式求解发送端信噪比，各所述功率转折点对应的时刻分别为A、t2、t3、t4，所述第一发送端信噪比计算公式为
[0010]
【权利要求】
1.一种高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤: 预设一个基站的服务周期为
2.根据权利要求1所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法， 若预设移动站点运动至基站覆盖范围中点的时刻为零时刻，则所述％ =-?，即所述服务周期为[-?, J]; 若预设移动站点运动至基站覆盖范围边界的时刻为零时刻，则所述Ttl为O或-1，若Ttl为0，则所述服务周期为[O, 4]，若Ttl为-1，则所述服务周期为[-1，O] ο
3.根据权利要求2所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于， 所述服务周期为[二 fe]时的的功率转折点的个数和各所述功率转折点对应的时刻的求解方法为: 利用功率转折点参量计算公式计算出临时参量h和t’ C1，所述功率转折点参量计算公式为
4.根据权利要求3所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法， 当所述服务周期为[O，I]时， 所述服务周期[O，内的各所述功率转折点对应的时刻为将服务周期为[-1]时的各发送功率转折点对应的时刻沿时间轴向右平移后得到的时刻，所述服务周期[O, 4]内的发送端信噪比为将服务周期为[-?, I]时下求出的发送端信噪比沿时间轴向右平移^后得到的发送端信噪比； 当所述服务周期为[丨O]时， 所述服务周期内[-*，O]的各所述功率转折点对应的时刻为将服务周期为[-‘，g]时的各发送功率转折点对应的时刻沿时间轴向左平移二后得到的时刻，所述服务周期内[_i O]的发送端信噪比为将服务周期为[-?,会]财求出的发送端信噪比沿时间轴向左平移^后得到的发送端信噪比。
5.根据权利要求1所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，所述方法还包括:判断移动站点是连续分配方式还是阶梯分配方式， 若为连续分配方式，利用所述发送端信噪比求出发送功率，该发送功率即为移动站点发送信息的发送功率； 若为阶梯分配方式，先将所述发送端信噪比进行阶梯化，再利用阶梯化的发送端信噪比求出发送功率，该发送功率即为移动站点发送信息的发送功率，或先利用所述发送端信噪比求出发送功率，再将该发送功率进行阶梯化，阶梯化后的发送功率即为移动站点发送信息的发送功率。
6.根据权利要求5所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，所述利用所述发送端信噪比求出发送功率的计算公式= Yta(t)x。2，其中Ptr (t)为所述发送功率，σ 2为噪声方差。
7.根据权利要求5所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于， 所述发送端信噪比阶梯化是将服务周期平均分为若干时间区间，各所述时间区间内的发送端信噪比等于该时间区间的起点对应的发送端信噪比或者终点对应的发送端信噪比或者该时间区间内的任意一点对应的发送端信噪比或者起点对应的发送端信噪比与终点对应的发送端信噪比之和的平均值； 所述发送功率阶梯化是将服务周期平均分为若干时间区间，各所述时间区间内的发送功率等于该时间区间的起点对应的发送功率或者终点对应的发送功率或者该时间区间内的任意一点对应的发 送功率或者起点对应的发送功率与终点对应的发送功率之和的平均值。
8.根据权利要求1所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，所述α的取值为2~5。
【文档编号】H04W52/34GK103987114SQ201410259082
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】张闯, 樊平毅, 易粟, 王刚 申请人:清华大学, 日电（中国）有限公司