资源分配值计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了资源分配值计算方法及装置，通过构建预设周期内针对基站和终端的约束方程组，根据该方程组及预设能耗模型，得到基于基站和终端发射功率和传输时长的系统能耗方程，利用优化算法，得到基站和终端在预设周期内发射功率和传输时长的最优值，实现了合理分配各数据节点间的发射功率和时间，有效减少了能耗。

Resource allocation value calculation method and device

The embodiment of the invention discloses a method and a device for calculating the value of resource allocation, through the construction of a preset period according to the constraint equations of the base station and the terminal, according to the preset equations and energy consumption model, get the energy consumption of the system equation base station and terminal transmission power and transmission time based on using the optimization algorithm, the optimal transmit power of base station and terminal and transmission in a preset period when the length of the value, to achieve a reasonable distribution of each data node between the transmitting power and time, effectively reduce the energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
资源分配值计算方法及装置
本专利技术涉及无线通信领域，特别涉及资源分配值计算方法及装置。
技术介绍
随着无线网络的发展，无线网络传输过程中的能耗急剧增大，能耗一般包括网络级能耗、信道级能耗和元件级能耗。其中，信道级能耗主要是数据节点(基站、中继、终端)间相互通信的能量消耗，降低信道级能耗主要是通过合理分配各数据节点的资源来实现。现有的降低信道级能耗的方法，主要是基于功率的资源分配方法，比如用于LTE(LongTermEvolution，长期演进)系统中的联合动态资源分配方法：根据信道条件和用户服务质量(QualityofService，QoS)请求，对各数据节点的发射功率进行合理分配，进而减少能耗。利用这种方法减少能耗，仅合理分配了发射功率，没有合理分配时间，数据节点间的传输时长越长，能耗越大，因而这种方法减少能耗的效果并不明显。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供资源分配值计算方法及装置，以实现合理分配各数据节点间的发射功率和时间，有效减少能耗。为达到上述目的，第一方面，本专利技术实施例公开了一种资源分配值计算方法，应用于无线网络系统，所述系统包括基站和终端，所述方法包括：计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种资源分配值计算方法，其特征在于，应用于无线网络系统，所述系统包括基站和终端，所述方法包括：计算所述基站在预设周期内的第一平均速率需求R1和所述终端在所述预设周期内的第二平均速率需求R2；其中，所述预设周期包括所述基站向所述终端发送数据的T1时间段、所述终端向所述基站发送数据的T2时间段和空闲T3时间段；根据所述T1、所述R1和所述终端获取的第一信道幅度衰减系数，构建针对所述基站在所述预设周期的第一约束方程；根据所述T2、所述R2和所述基站获取的第二信道幅度衰减系数，构建针对所述终端在所述预设周期的第二约束方程；根据所述第一约束方程和所述第二约束方程构建约束方程组，在所述基站发射功率P10为...

【技术特征摘要】
1.一种资源分配值计算方法，其特征在于，应用于无线网络系统，所述系统包括基站和终端，所述方法包括：计算所述基站在预设周期内的第一平均速率需求R1和所述终端在所述预设周期内的第二平均速率需求R2；其中，所述预设周期包括所述基站向所述终端发送数据的T1时间段、所述终端向所述基站发送数据的T2时间段和空闲T3时间段；根据所述T1、所述R1和所述终端获取的第一信道幅度衰减系数，构建针对所述基站在所述预设周期的第一约束方程；根据所述T2、所述R2和所述基站获取的第二信道幅度衰减系数，构建针对所述终端在所述预设周期的第二约束方程；根据所述第一约束方程和所述第二约束方程构建约束方程组，在所述基站发射功率P10为第一预设值、所述终端发射功率P20为第二预设值的情况下，分别确定所述T1的值和所述T2的值；判断所述T1的值与所述T2的值之和是否不大于所述预设周期；如果否，重新确定所述R1和所述R2；更新所述约束方程组中的R1和R2；在所述基站发射功率P10为所述第一预设值、所述终端发射功率P20为所述第二预设值的情况下，重新确定所述T1的值与所述T2的值；判断重新确定的T1的值与T2的值之和是否不大于所述预设周期，如果否，重复执行上述步骤，直至重新确定的T1的值与T2的值之和不大于所述预设周期；如果是，根据确定的R1，确定以所述基站发射功率P10为变量、以所述T1为自变量的第一发射功率方程；根据确定的R2，确定以所述终端发射功率P20为变量、以所述T2为自变量的第二发射功率方程；根据预设能耗模型、所述第一发射功率方程和所述第二发射功率方程，确定所述预设周期内的系统总能耗E的方程，其中，所述系统总能耗E方程为E＝(P11+P22)*T1+(P21+P12)*T2+P0*T3，其中，P11为所述基站发射总功率，P12为所述基站接收数据的功率，P21为所述终端发射总功率，P22为所述终端接收数据的功率，P0为系统空闲时的电路功率，所述P12、P22和P0为定值，所述预设能耗模型用于根据发射功率确定发射总功率；利用优化算法，确定所述T1的最优值和所述T2的最优值；将所述T1的最优值代入所述第一发射功率方程，得到所述基站发射功率P10的最优值，将所述T2的最优值代入所述第二发射功率方程，得到所述终端发射功率P20的最优值；将所述T1的最优值和所述基站发射功率P10的最优值发送给所述基站，以使得所述基站在时长为所得最优值的T1内以数值为所得最优值的发射功率P10进行数据传输；将所述T2的最优值和所述终端发射功率P20的最优值发送给所述终端，以使得所述终端在时长为所得最优值的T2内以数值为所得最优值的发射功率P20进行数据传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述基站在预设周期内的第一平均速率需求R1和所述终端在所述预设周期内的第二平均速率需求R2，包括：根据所述基站获取的自身缓存数据量、自身业务包的到达率和自身业务包的平均包长，计算所述基站在预设周期内的第一平均速率需求R1；根据所述终端获取的自身缓存数据量、自身业务包的到达率和自身业务包的平均包长，计算所述终端在所述预设周期内的第二平均速率需求R2。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取自身缓存数据量，包括：获取自身的缓存数据的首指针和尾指针；将所述首指针和尾指针相减，得到自身缓存数据量；或者，获取自身缓存数据量，包括：接收业务包，获取所述业务包的首指针和尾指针；将所述业务包的首指针和尾指针相减，得到所述业务包的包长；将所述预设周期内接收到的业务包的包长相加，得到自身缓存数据量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取自身业务包的平均包长，包括：接收业务包，记录所述预设周期内接收到的业务包的个数，将所述自身缓存数据量与所述业务包的个数的比值确定为自身的业务包的平均包长。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取自身业务包的到达率，包括：接收业务包，记录所述预设周期内接收到的业务包的个数；将所述业务包的个数与所述预设周期的时长的比值确定为自身业务包的到达率。6.一种资源分配值计算方法，其特征在于，应用于无线网络系统，所述系统包括基站、终端和中继，所述方法包括：计算所述基站在预设周期内的第一平均速率需求R1和计算所述终端在所述预设周期内的第二平均速率需求R2，其中，所述预设周期包括所述基站向所述中继发送数据的T1时间段、所述终端向所述中继发送数据的T2时间段、所述中继向所述基站和所述终端发送数据的T3时间段和空闲T4时间段；根据所述T1、所述R1和所述中继在所述T1时间段内获取的第一信道幅度衰减系数，构建针对所述基站在所述预设周期的第一约束方程；根据所述T2、所述R2和所述中继在所述T2时间段内获取的第二信道幅度衰减系数，构建针对所述终端在所述预设周期的第二约束方程；根据所述T3、所述R1和所述基站在所述T3时间段内获取的第三信道幅度衰减系数，构建针对所述中继在所述预设周期的第三约束方程；根据所述T3、所述R2和所述终端在所述T3时间段内获取的第四信道幅度衰减系数，构建针对所述中继在所述预设周期的第四约束方程；根据所述第一约束方程、所述第二约束方程、所述第三约束方程、所述第四约束方程构建约束方程组，在所述基站发射功率P10为第一预设值、所述终端发射功率P20为第二预设值、所述中继发射功率P30为第三预设值的情况下，分别确定所述T1的值、所述T2的值和所述T3的值；判断所述T1的值、所述T2的值和所述T3的值之和是否不大于所述预设周期；如果否，重新确定所述R1和所述R2；更新所述约束方程组中的R1和R2；在所述基站发射功率P10为第一预设值、所述终端发射功率P20为第二预设值、所述中继发射功率P30为第三预设值的情况下，重新确定T1的值、T2的值和T3的值；判断重新确定的T1的值、T2的值和T3的值之和是否不大于所述预设周期，如果否，重复执行上述步骤，直至重新确定的T1的值、T2的值和T3的值之和不大于所述预设周期；如果是，根据确定的R1，确定以所述基站发射功率P10为变量、所述T1为自变量的第一发射功率方程；根据确定的R2，确定以所述终端发射功率P20和所述T2为变量的第二发射功率方程；根据确定的R1和R2，确定以所述中继发射功率P30为变量、以所述T3为自变量的第三目标发射功率方程；根据预设能耗模型、所述第一发射功率方程、所述第二发射功率方程和所述第三目标发射功率方程，确定所述预设周期内的系统总能耗E的方程，所述系统总能耗E方程为E＝(P11+P2i+P32)*T1+(P1i+P21+P32)*T2+(P12+P22+P31)*T3+P0*T4，其中，P11为所述基站发射总功率，P12为所述基站接收数据的功率，P21为所述终端发射总功率，P22为所述终端接收数据的功率，P31为所述中继发射总功率，P32为所述中继接收数据的功率，P1i为所述基站空闲的功率，P2i为所述终端空闲时的功率，P3i为所述中继空闲的功率，P0为系统空闲时的电路功率，所述P12、P22、P32、P1i、P2i、P3i和P0为定值，所述预设能耗模型用于根据发射功率确定发射总功率；利用优化算法，确定所述T1的最优值、所述T2的最优值和所述T3的最优值；将所述T1的最优值代入所述第一发射功率方程，得到所述第一发射功率P10的最优值，将所述T2的最优值代入所述第二发射功率方程，得到所述第二发射功率P20的最优值，将所述T3的最优值代入所述第三目标发射功率方程，得到所述中继发射功率P30的最优值；将所述T1的最优值和所述基站发射功率P10的最优值发送给所述基站，以使得所述基站在时长为所得最优值的T1内以数值为所得最优值的发射功率P10进行数据传输；将所述T2的最优值和所述终端发射功率P20的最优值发送给所述终端，以使得所述终端在时长为所得最优值的T2内以数值为所得最优值的发射功率P20进行数据传输；将所述T3的最优值和所述中继发射功率P30的最优值发送给所述中继，以使得所述中继在时长为所得最优值的T3内以数值为所得最优值的发射功率P30进行数据传输。7.一种资源分配值计算方法，其特征在于，应用于无线网络系统，所述系统包括基站、终端和中继，所述方法包括：计算所述基站在预设周期内的第一平均速率需求R1和所述终端在所述预设周期内的第二平均速率需求R2，其中，所述预设周期包括传输数据的T1时间段和空闲T2时间段；根据所述T1、所述R1、所述中继在所述T1时间段内获取的第一信道幅度衰减系数，构建针对所述基站在所述预设周期的第一约束方程；根据所述T1、所述R2和所述中继在所述T1时间段内获取的第二信道幅度衰减系数，构建针对所述终端在所述预设周期的第二约束方程；根据所述T1、所述R1和所述基站在所述T1时间段内获取的第三信道幅度衰减系数，构建针对所述中继在所述预设周期的第三约束方程；根据所述T1、所述R2和所述基站在所述T1时间段内获取的第四信道幅度衰减系数，构建针对所述中继在所述预设周期的第四约束方程；根据所述第一约束方程、所述第二约束方程、所述第三约束方程、所述第四约束方程构建约束方程组，在所述基站发射功率P10为第一预设值、所述终端发射功率P20为第二预设值、所述中继发射功率P30为第三预设值的情况下，确定所述T1的值；判断所述T1的值是否不大于所述预设周期；如果否，重新确定所述R1和所述R2；更新所述约束方程组中的R1和R2；在所述基站发射功率P10为第一预设值、所述终端发射功率P20为第二预设值、所述中继发射功率P30为第三预设值的情况下，重新确定T1的值；判断重新确定的T1的值是否不大于所述预设周期，如果否，重复执行上述步骤，直至重新确定的T1的值不大于所述预设周期；如果是，根据确定的R1，确定以所述基站发射功率P10为变量、以所述T1为自变量的第一发射功率方程；根据确定的R2，确定以所述终端发射功率P20为变量、以所述T1为自变量的第二发射功率方程；根据确定的R1和R2，确定以所述中继发射功率P30为变量、以所述T1为自变量的第三目标发射功率方程；根据预设能耗模型、所述第一发射功率方程、所述第二发射功率方程和所述第三目标发射功率方程，确定所述预设周期内的系统总能耗E的方程，所述系统总能耗E方程为E＝(P11+P21+P31+P12+P22+P32)*T1+P0*T2，其中，P11为所述基站发射总功率，P12为所述基站接收数据的功率，P21为所述终端发射总功率，P22为所述终端接收数据的功率，P31为所述中继发射总功率，P32为所述中继接收数据的功率，P0为系统空闲时的电路功率，所述P12、P22、P32、和P0为定值；利用优化算法，确定所述T1的最优值；将所述T1的最优值代入第一发射功率方程、所述第二发射功率方程和所述第三目标发射功率方程，得到所述第一发射功率P10的最优值、所述第二发射功率P20的最优值和所述第三发射功率P30的最优值；将所述T1的最优值和所述基站发射功率P10的最优值发送给所述基站，以使得所述基站在时长为所得最优值的T1内以数值为所得最优值的发射功率P10进行数据传输；...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔琪楣，张煜昊，元天鹏，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11