一种资源分配方法、装置和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种资源分配方法、装置和计算机可读存储介质，根据优化目标和约束条件，建立资源分配问题的目标函数；初始化目标函数的基础参数；根据基础参数，利用内点算法对目标函数进行处理，确定出目标函数中各目标参数的取值；并依据各目标参数的取值，计算出系统的目标能量效率；检测该目标能量效率是否满足资源分配的要求；若是，则将各目标参数的取值作为目标函数的最优解；若否，则将目标能量效率作为初始能量效率，并重新计算目标函数中各目标参数的取值，直至目标能量效率能够满足资源分配的要求为止。在该技术方案中，充分考虑了基站的发射功率和各节点的发射功率对资源分配的影响，有效的提升了系统的能量效率。

【技术实现步骤摘要】
一种资源分配方法、装置和计算机可读存储介质
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种资源分配方法、装置和计算机可读存储介质。
技术介绍
现今，世界正面临着能源危机和环境污染两大问题，节能减排已经成为各个行业的一项重要指标，因此，在通信行业中产生了一种新的概念：“绿色通信”。绿色通信是以节能减耗为目标的无线通信，主要机制是在保证用户传输质量和传输速率的同时，尽可能的降低能耗，减少碳排放量，其中能量效率这一项重要的指标已经被用来判断绿色通信的性能之一。所以，如何设计合适的资源分配方案使得能量效率最大化尤为重要。传统方式的资源分配方案中，只考虑优化基站的能量传输时间和每个用户(节点)的信息传输时间，并没有考虑优化基站的发射功率和每个节点传输信息时的发射功率，导致资源分配的不均衡，从而使得系统的能量效率不高。可见，如何提升系统的能量效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种资源分配方法、装置和计算机可读存储介质，可以提升系统的能量效率。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种资源分配方法，包括：S10：根据优化目标和约束条件，建立资源分配问题的目标函数；其中，所述目标函数中待确定取值的目标参数包括有基站的发射功率、各节点的发射功率、基站的能量传输时间和各节点的信息传输时间；S11：初始化所述目标函数的基础参数；其中，所述基础参数包括基站最大发射功率、误差精度值、系统的最小吞吐量和初始能量效率；S12：根据所述基础参数，利用内点算法对所述目标函数进行处理，确定出所述目标函数中各目标参数的取值；并依据各所述目标参数的取值，计算出系统的目标能量效率；S13：检测所述目标能量效率是否满足资源分配的要求；若否，则执行S14；若是，则执行S15；S14：将所述目标能量效率作为所述初始能量效率，并返回所述S12；S15：将各所述目标参数的取值确定为所述目标函数的最优解。可选的，所述目标函数具体为：P0≤Pmax(1b)其中，K表示系统中用户簇的个数，k∈Φ＝{1,2,···,K}，M表示每个用户簇中包括的节点个数，m∈Ω＝{1,2,···,M}，τ0表示基站的能量传输时间，τk表示第k个用户簇中各节点的信息传输时间，Tmax表示最大传输时间，P0表示基站的发射功率，Pmax表示基站最大发射功率，Pk,m表示第k个用户簇中第m个节点的发射功率，PE表示基站的电路消耗功率，表示第k个用户簇中第m个节点的电路消耗功率，η表示节点的能量传输效率，gk,m表示第k个用户簇中第m个节点向基站传输信息的传输信道，σ2表示噪声功率，hk,m表示基站向第k个用户簇中第m个节点传输能量的传输信道，Rmin表示系统的最小吞吐量。可选的，在所述S12中包括：根据能量守恒定律，将所述目标函数中的各节点的发射功率转化成由基站的能量传输时间和相应节点的信息传输时间表示的功率发射函数；依据所述功率发射函数、所述基站最大发射功率和所述初始能量效率，计算出所述目标函数中基站的目标能量传输时间和各节点各自对应的目标信息传输时间；将所述目标能量传输时间和各所述目标信息传输时间代入所述功率发射函数，以得到各节点各自对应的目标发射功率；根据所述目标发射功率、所述基站最大发射功率、所述目标能量传输时间和各所述目标信息传输时间，确定出系统的目标能量效率。可选的，在所述S13中包括：计算所述目标能量效率和所述初始能量效率的差值；判断所述差值是否小于或等于所述误差精度值。本专利技术实施例还提供了一种资源分配装置，包括建立单元、初始化单元、处理单元、检测单元、作为单元和确定单元；所述建立单元，用于根据优化目标和约束条件，建立资源分配问题的目标函数；其中，所述目标函数中待确定取值的目标参数包括有基站的发射功率、各节点的发射功率、基站的能量传输时间和各节点的信息传输时间；所述初始化单元，用于初始化所述目标函数的基础参数；其中，所述基础参数包括基站最大发射功率、误差精度值、系统的最小吞吐量和初始能量效率；所述处理单元，用于根据所述基础参数，利用内点算法对所述目标函数进行处理，确定出所述目标函数中各目标参数的取值；并依据各所述目标参数的取值，计算出系统的目标能量效率；所述检测单元，用于检测所述目标能量效率是否满足资源分配的要求；若否，则触发所述作为单元；若是，则触发所述确定单元；所述作为单元，用于将所述目标能量效率作为所述初始能量效率，并触发所述处理单元；所述确定单元，用于将各所述目标参数的取值确定为所述目标函数的最优解。可选的，所述目标函数具体为：P0≤Pmax(1b)其中，K表示系统中用户簇的个数，k∈Φ＝{1,2,···,K}，M表示每个用户簇中包括的节点个数，m∈Ω＝{1,2,···,M}，τ0表示基站的能量传输时间，τk表示第k个用户簇中各节点的信息传输时间，Tmax表示最大传输时间，P0表示基站的发射功率，Pmax表示基站最大发射功率，Pk,m表示第k个用户簇中第m个节点的发射功率，PE表示基站的电路消耗功率，表示第k个用户簇中第m个节点的电路消耗功率，η表示节点的能量传输效率，gk,m表示第k个用户簇中第m个节点向基站传输信息的传输信道，σ2表示噪声功率，hk,m表示基站向第k个用户簇中第m个节点传输能量的传输信道，Rmin表示系统的最小吞吐量。可选的，所述处理单元包括转化子单元、计算子单元、代入子单元、确定子单元；所述转化子单元，用于根据能量守恒定律，将所述目标函数中的各节点的发射功率转化成由基站的能量传输时间和相应节点的信息传输时间表示的功率发射函数；所述计算子单元，用于依据所述功率发射函数、所述基站最大发射功率和所述初始能量效率，计算出所述目标函数中基站的目标能量传输时间和各节点各自对应的目标信息传输时间；所述代入子单元，用于将所述目标能量传输时间和各所述目标信息传输时间代入所述功率发射函数，以得到各节点各自对应的目标发射功率；所述确定子单元，用于根据所述目标发射功率、所述基站最大发射功率、所述目标能量传输时间和各所述目标信息传输时间，确定出系统的目标能量效率。可选的，所述检测单元包括计算子单元和判断子单元；所述计算子单元，用于计算所述目标能量效率和所述初始能量效率的差值；所述判断子单元，用于判断所述差值是否小于或等于所述误差精度值。本专利技术实施例还提供了一种资源分配装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述资源分配方法的步骤。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述资源分配方法的步骤。由上述技术方案可以看出，根据优化目标和约束条件，建立资源分配问题的目标函数；其中，目标函数中待确定取值的目标参数包括有基站的发射功率、各节点的发射功率、基站的能量传输时间和各节点的信息传输时间；初始化目标函数的基础参数；其中，基础参数包括基站最大发射功率、误差精度值、系统的最小吞吐量和初始能量效率；根据基础参数，利用内点算法对目标函数进行处理，可以确定出目标函数中各目标参数的取值；并依据各目标参数的取值，计算出系统的目标能量效率；检测该目标能量效率是否满足资源分配的要求；当目标能量效率满足资源分配的要求时，则说明按本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种资源分配方法，其特征在于，包括：S10：根据优化目标和约束条件，建立资源分配问题的目标函数；其中，所述目标函数中待确定取值的目标参数包括有基站的发射功率、各节点的发射功率、基站的能量传输时间和各节点的信息传输时间；S11：初始化所述目标函数的基础参数；其中，所述基础参数包括基站最大发射功率、误差精度值、系统的最小吞吐量和初始能量效率；S12：根据所述基础参数，利用内点算法对所述目标函数进行处理，确定出所述目标函数中各目标参数的取值；并依据各所述目标参数的取值，计算出系统的目标能量效率；S13：检测所述目标能量效率是否满足资源分配的要求；若否，则执行S14；若是，则执行S15；S14：将所述目标能量效率作为所述初始能量效率，并返回所述S12；S15：将各所述目标参数的取值确定为所述目标函数的最优解。

【技术特征摘要】
1.一种资源分配方法，其特征在于，包括：S10：根据优化目标和约束条件，建立资源分配问题的目标函数；其中，所述目标函数中待确定取值的目标参数包括有基站的发射功率、各节点的发射功率、基站的能量传输时间和各节点的信息传输时间；S11：初始化所述目标函数的基础参数；其中，所述基础参数包括基站最大发射功率、误差精度值、系统的最小吞吐量和初始能量效率；S12：根据所述基础参数，利用内点算法对所述目标函数进行处理，确定出所述目标函数中各目标参数的取值；并依据各所述目标参数的取值，计算出系统的目标能量效率；S13：检测所述目标能量效率是否满足资源分配的要求；若否，则执行S14；若是，则执行S15；S14：将所述目标能量效率作为所述初始能量效率，并返回所述S12；S15：将各所述目标参数的取值确定为所述目标函数的最优解。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数具体为：P0≤Pmax(1b)其中，K表示系统中用户簇的个数，k∈Φ＝{1,2,…,K}，M表示每个用户簇中包括的节点个数，m∈Ω＝{1,2,…,M}，τ0表示基站的能量传输时间，τk表示第k个用户簇中各节点的信息传输时间，Tmax表示最大传输时间，P0表示基站的发射功率，Pmax表示基站最大发射功率，Pk,m表示第k个用户簇中第m个节点的发射功率，PE表示基站的电路消耗功率，表示第k个用户簇中第m个节点的电路消耗功率，η表示节点的能量传输效率，gk,m表示第k个用户簇中第m个节点向基站传输信息的传输信道，σ2表示噪声功率，hk,m表示基站向第k个用户簇中第m个节点传输能量的传输信道，Rmin表示系统的最小吞吐量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述S12中包括：根据能量守恒定律，将所述目标函数中的各节点的发射功率转化成由基站的能量传输时间和相应节点的信息传输时间表示的功率发射函数；依据所述功率发射函数、所述基站最大发射功率和所述初始能量效率，计算出所述目标函数中基站的目标能量传输时间和各节点各自对应的目标信息传输时间；将所述目标能量传输时间和各所述目标信息传输时间代入所述功率发射函数，以得到各节点各自对应的目标发射功率；根据所述目标发射功率、所述基站最大发射功率、所述目标能量传输时间和各所述目标信息传输时间，确定出系统的目标能量效率。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述S13中包括：计算所述目标能量效率和所述初始能量效率的差值；判断所述差值是否小于或等于所述误差精度值。5.一种资源分配装置，其特征在于，包括建立单元、初始化单元、处理单元、检测单元、作为单元和确定单元；所述建立单元，用于根据优化目标和约束条件，建立资源分配问题的目标函数；其中，所述目标函数中待确定取值的目标参数包括有基站的发射功率、各节点的发射功率、基站的能量传输时间和各节点的信息传输时间；所述初始化单元，用于初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广驰，曾志超，崔苗，林凡，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44