本发明专利技术提出一种有干扰环境下移动通信网络中能量效率（energy efficiency,EE）最优化的方法。首先将EE最优化问题建模为一个非凸优化问题。通过使用分式规划，可将此非凸优化问题从分式形式转化为减法形式。再使用凸函数之差规划即可将减法形式的EE最优化问题从非凸优化问题转化为凸优化问题。最后使用内点法求解此问题，即可得到EE最优值。此方法简单且结果准确。
【技术实现步骤摘要】
【技术保护点】
一种有干扰环境下移动通信网络中能量效率最优化的方法，包括以下步骤：步骤1：建立通信网络，其中所述通信网络中包括M个基站，每个基站覆盖范围内均只有一个用户设备，设定迭代次数t，初次迭代时，令t＝1；容忍度δ＝0.01和通信网络能量效率的初始最优值为q1；步骤2：定义通信网络中所有用户设备获得的速率和为RT(P)，根据公式RT(P)=Σi=1Mlog2(1+pi·giiΣj=1,j≠iMpj·gji+σz2)]]>计算得到所有用户设备获得的速率和为RT(P)，其中P＝[p1,p2,...,pM]为每个基站分配给自身用户设备的发射功率向量，对于pi表示基站i分配给自身用户设备的发射功率，gji为基站j与用户设备i之间的信道冲击响应，为复可加白高斯噪声功率，通过上行链路或周期报告，用户设备i可将gji反馈给自身服务基站i；步骤3：根据公式获得通信网络消耗总功率PT(P)，其中PC为通信网络中电路消耗的功率；根据公式获得通信网络能量效率ηEE(P)，定义通信网络能量效率的最优化函数为：max{ηEE(P)}s.t.0≤pi≤pmax,∀i∈M]]>其中pmax为任意基站分配给自身用户设备的最大发射功率，pmax是移动通信网络中给定的系统参数；步骤4：通过使用分式规划法，可将通信网络能量效率的最优化函数转化为如下问题：(P1) max{RT(P)-qt·PT(P)}s.t.0≤Pi≤pmax,∀i∈M]]>其中qt为网络能量效率的最大值，在初次计算时，令qt＝q1；步骤5：将问题(P1)的目标函数重写为：RT(P)‑qt·PT(P)＝f(P)‑h(P)其中f(P)=Σi=1Mlog2(Σj=1Mpj·gji+σz2)-qt·(Σi=1Mpi+PC)]]>h(P)=Σi=1Mlog2(Σj=1,j≠iMpj·gji+σz2)]]>因此，问题(P1)等价于如下问题：(P2) max{f(P)-h(P)}s.t.0≤pi≤pmax,∀i∈M]]>问题(P2)是一个标准的凸函数之差规划；步骤6：令k＝1，随机设置Pk，只需使Pk中的每个元素均位于区间[0,pmax]内即可，计算Ik＝f(Pk)‑h(Pk)；步骤7：计算h(P)的梯度，其可记为▿h(P)=Σi=1Mei(Σj=1,j≠iMpj·gji+σz2)·ln2]]>其中ei是一个维数为M的列向量，具体而言：ei(i)＝0，当j≠i时，ei(j)＝gji；步骤8：将h(P)用它的一阶泰勒公式展开为：h(P)＝h(Pk)+▽hT(Pk)·(P‑Pk)此时可将问题(P2)转换为下述问题：(P3) max{f(P)-[h(Pk)+▿hT(Pk)·(P-Pk)]}s.t.0≤pi≤pmax,∀i∈M]]>步骤9：问题(P3)是一个标准的凸优化问题，通过使用内点法可以进行求解，具体为：令F(P)＝f(P)‑[h(Pk)+▽hT(Pk)·(P‑Pk)]，初始化P*＝Pk，s为一个大于0的正数，u为一个小于1的正数；步骤10：以P*为起始点，计算的最大值，记为步骤11：更新P*，令如果s/M＜δ，则执行步骤12。否则令s＝s·u，并返回执行步骤10；步骤12：令k＝k+1，且Pk＝P*，计算Ik＝f(Pk)‑h(Pk)；步骤13：如果|Ik‑Ik‑1|≤δ，则执行步骤14；否则返回执行步骤8；步骤14：令Pt＝Pk，如果RT(Pt)‑qt·PT(Pt)＞δ，则执行步骤15；否则执行步骤16；步骤15：令qt+1＝RT(Pt)/PT(Pt)，t＝t+1，其中t为当前迭代次数，返回执行步骤4；步骤16：结束，获得通信网络能量效率的最大值为qt，相应的用户设备获得的最优发射功率向量为Pt。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尤肖虎，李知航，潘志文，童恩，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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