基站额定功率固定的下行OFDMA系统的高能效资源分配方法与流程

技术特征：

1.一种基站额定功率固定的下行OFDMA系统的高能效资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据能效的定义，确定优化问题(P1)的目标函数和约束条件：

目标函数：

其中，且

约束条件：

f(P)≤P_t；

其中，B为基站发射OFDM信号的带宽，K为发射的子载波数，h_u,k(k＝1,…,K,u＝1,…,U)为从基站到用户的子载波的基带信道系数，ξ_s(ξ_s＜1)为基站的功率放大器的效率，P_c为基站和所有用户的总电路功率，σ²(Watt)为每个用户接收机所对应的每个子载波的噪声功率，P_k为基站发射OFDM信号的第k个子载波的平均功率，P_t为基站的额定总功率， P表示各子载波的功率分配集合，I表示子载波分配给用户的情况；

(2)假设优化问题(P1)的约束条件中，基站的总功率消耗是固定值ρ，那么将优化问题(P1)转化成优化问题(P2)：

目标函数：

约束条件：f(P)＝ρ

由下式决定

这里G_k＝max_u{G_u,k}

(3)步骤(2)中确定了一种最优的子载波分配方式，并结合步骤(1)中R(I,P)的表达式将优化问题(P2)进一步转化成优化问题(P3)：

目标函数：

约束条件：f(P)＝ρ

利用凸优化理论中的KKT条件求解优化问题(P3)，得到子载波的功率分配为 其中，υ∈R是对等式约束条件f(P)＝ρ引入的拉格朗日乘子；

(4)结合条件∑_kP_k(ρ)＝ξ_s(ρ-P_c)，利用二分法求数值解的方法，得到 v^*＝μ(ρ)以及是关于ρ的函数；

(5)利用二分法找到基站最佳能效的实际总功率ρ^*，具体过程如下：

经证明，在ρ＞P_c时，是单调增的严格凹的函数，同时满足从而得到，

按照以上条件，在同一坐标系中绘制η(ρ)以及μ(ρ)的图像，发现存在一个功率点ρ₀，ρ从P_c增加到ρ₀时，μ(ρ)是严格递减的，η(ρ)是严格递增的，且μ(ρ)＞η(ρ)，即 一直成立；当ρ＝ρ₀时，两条直线重合，μ(ρ₀)＝η(ρ₀)，即成立；当ρ大于ρ₀一直增大，μ(ρ)和η(ρ)都是严格递减的，且μ(ρ)＜η(ρ)，即一直成立；ρ^*＝ρ₀是使基站能效达到最优的实际总功率。