基于能效性和干扰因子的绿色通信协作用户选择方法

摘要

本发明涉及一种基于能效性和干扰因子的绿色通信协作用户选择方法。通过计算用户所处位置、用户信噪比、衰落因子、小区内用户间干扰以及与之对应的能效性来确定其是否作为协作用户。本发明是在网络中存在多个备选协作用户的情况下，以空闲用户到备选协作用户之间的端到端干扰因子小于门限阈值，以及源用户在选择协作用户过程中能效性最大为目标，确定最终的协作用户。本发明克服了传统协作用户选择方法因忽视系统能效性和干扰因素影响引起的能源过度消耗、小区系统负载较大等问题。仿真实验表明，本发明提出的基于能效性和干扰因子的绿色通信协作用户选择方法在提高系统优能效性和抗干扰方面具有一定的优势。

主权项

一种基于能效性和干扰因子的绿色通信协作用户选择方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，系统初始化：根据实际情况和要求设定各备选用户到源用户的干扰因子门限阈值；步骤2，计算小区内各备选协作用户的干扰因子；备选协作用户的干扰因子等于该备选协作用户消耗单位功率时，收到空闲用户发送的干扰信号数据量；步骤3，根据步骤2求得的各个备选协作用户的干扰因子，在小区内选择K个干扰因子小于等于干扰因子门限阈值的备选协作用户构成备选协作用户集合U＝{U_n}，n＝1,2,…,K，1<K<N；步骤4，计算备选协作用户集合U中各备选协作用户的能效性；备选协作用户的能效性等于源用户和备选协作用户消耗单位功率时，该备选协作用户收到源用户发送的信息传输数据量；步骤5，选取能效性E_n为目标函数，根据步骤4的计算结果求能效性最大的备选协作用户；步骤2所述计算小区内各备选协作用户干扰因子的方法包括以下步骤：(1)计算备选协作用户收到空闲用户发送的干扰信号的数据量；假设小区内共有N个用户，第i个为源用户，i＝1,2,…,N；首先，计算备选协作用户n接收源用户i发送的功率P_rn：$P_{rn}=P_i\times {\left(\frac{l_n}{H_n}\right)}^{-a}$式中，P_i为源用户i的发射功率，l_n为源用户i到备选协作用户n的距离，H_n为备选协作用户n的天线高度，1≤n≤N，且n≠i，α为路径衰落因子；然后，计算空闲用户m到备选协作用户n的路径损耗h_m,n：$h_{m,n}={\left(\frac{d_m}{H_n}\right)}^{-a}$式中，d_m表示空闲用户m到备选协作用户n的距离，1≤m≤N，且m≠n，m≠i；最后，计算干扰信号数据量C_h(n)：$C_{h\left(n\right)}=B{\log }_2(1+\frac{P_{rn}}{n_0+h_{m,n}^2{P}_{rn}})$式中，B为信道带宽，n₀为信道的白噪声功率，h(n)为备选协作用户n在考虑干扰因子情况时与其它空闲用户构成的传输对；(2)计算备选协作用户功率消耗之和P_h(n)：$P_{h\left(n\right)}=\underset{m=1,m\ne n,i}{\overset{N}{\Sigma }}{h}_{m,n}^2{P}_{rn}+n_0$(3)计算备选协作用户的干扰因子I_n：$I_n=\frac{C_{h\left(n\right)}}{P_{h\left(h\right)}}=\frac{B{\log }_2(1+\frac{P_{rn}}{n_0+h_{m,n}^2{P}_{rn}})}{\underset{m=1,m\ne n,i}{\overset{N}{\Sigma }}{h}_{m,n}^2{P}_{rn}+n_0}.$