小蜂窝系统高能效功率控制方法

摘要

本发明公开了一种小蜂窝系统高能效功率控制方法，通过博弈论、无参数分式规划和混合罚函数的思想来求解其功率控制问题。其中，通过博弈论思想，每个小基站根据其他基站的功率分配来优化各自的能效，从而实现功率控制的分布化；然后，利用透视函数的概念，根据无参数分式规划的思想，通过变量替换将分布化后非凸的能效优化问题转化为凸优化问题；最后，通过将内点罚函数法与外点罚函数法相结合的混合罚函数法来求解转化后的同时含非等式约束和等式约束的凸优化问题。通过所提出的功率控制方法，不仅能够提高系统能效，而且由于算法的分布式实现，还有效地降低了复杂度。

主权项

一种小蜂窝系统高能效功率控制方法，其特征在于该功率控制方法为：1)对小蜂窝场景下的所有小基站参与形成一个非协作功率控制游戏，每个小基站根据其他小基站的功率分配策略最大化各自的能效，得到各自的非凸优化问题2)根据无参数分式规划思想，通过引入与小基站功率分配策略$p_k=\{P_k^1,P_k^2,...,P_k^i,...,P_k^N\}$相关的辅助变量$y_k=\{y_k^0,y_k^1,...,y_k^i,...,y_k^N\},$将第一步中得到的非凸优化问题转化为一个凸优化问题3)计算所得到的凸优化问题中等式约束的二次罚函数φ₁与非等式约束的对数障碍函数φ₂；4)将所得的二次罚函数与对数障碍函数加到目标函数中，从而得到一个无约束的凸优化问题minΨ；5)利用罚函数法中的迭代方法对所得的无约束凸优化问题进行求解，得到最终的功率分配策略p^*。其中，为每个小基站的能效优化问题，EE_k为第k个小基站的能效，C为其可行域，表示描述第k个基站的传输功率集合，表示小基站k在信道i上所发射的功率，表示引入的与第k个小基站功率分配策略相关的辅助变量，与第k个小基站在信道i上所发射的功率和第k个小基站的总功率相关，与第k个小基站的总功率相关，N表示载波个数，为变量替换后的能效优化问题，f_k为变量替换后的目标函数，S为变量替换后的可行域；φ₁为等式约束的二次罚函数，φ₂为非等式约束的对数障碍函数，minΨ为最终的无约束凸优化问题，p^*为最终的功率分配策略。