恭喜北京科技大學張海君獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜北京科技大學申請的專利一種兩層星地異構網絡中的干擾管理方法及裝置獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115066016B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210523993.5,技術領域涉及:H04W72/044;該發明授權一種兩層星地異構網絡中的干擾管理方法及裝置是由張海君;張耀敏;隆克平設計研發完成,并于2022-05-13向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種兩層星地異構網絡中的干擾管理方法及裝置在說明書摘要公布了:本發明公開了一種兩層星地異構網絡中的干擾管理方法及裝置,將兩層星地異構網絡中衛星用戶與地面用戶之間的干擾管理問題建模為Stackelberg博弈模型,其中領導者為衛星用戶,追隨者為地面用戶。在領導者子博弈中,衛星用戶的效用函數由傳輸速率和對追隨者的跨層干擾構成,通過推導得到衛星用戶的最優功率策略。在追隨者子博弈中,采用多基站協同傳輸和非正交多址接入技術避免小區間干擾,以最大化最小地面用戶傳輸速率為目標,求解協同調度與功率分配。應用本發明,可以在保證用戶服務質量的前提下有效減少衛星用戶與地面用戶之間的跨層干擾。
本發明授權一種兩層星地異構網絡中的干擾管理方法及裝置在權利要求書中公布了:1.一種兩層星地異構網絡中的干擾管理方法,其特征在于,包括以下步驟:步驟101,初始化模型中各項參數,包括信道系數,衛星和基站最大傳輸功率,地面用戶的干擾溫度限制,衛星用戶的QoS限制;步驟102,初始化Stackelberg最大迭代次數Tmax,拉格朗日最大迭代次數Lmax,設置t=0,計算建立用戶偏好序列;步驟103,根據當前追隨者策略更新領導者功率分配策略步驟104,設置待匹配用戶集合Funmatch=UT,每個用戶u∈Funmatch根據偏好序列和依次選擇基站,地面基站根據當前服務用戶數和小區總速率判斷是否允許接入;步驟105,根據領導者策略更新追隨者功率更新拉格朗日算子λul+1,μkl+1,vkl+1;步驟106,由步驟105更新后的迭代進入步驟103,重復步驟103到步驟105,直到收斂或者迭代次數達到預設的固定值,得到最優功率分配策略;步驟107,根據步驟103和步驟105得到領導者策略和追隨者策略;步驟108,終止算法進程,取出數據;所述步驟101中,初始化1個衛星,K個基站,US個衛星用戶和UT個地面用戶;每個基站最多可以服務MBS個地面用戶,每個地面用戶最多可由MTU個基站服務;衛星用戶間和地面小區間采用正交接入方式,不存在同層干擾;地面小區內采用NOMA來提升頻譜效率;所述步驟102中,將星地異構網絡中衛星用戶與地面用戶間的干擾管理問題建模為Stackelberg博弈模型,衛星用戶為領導者,地面用戶為追隨者;衛星用戶作為領導者其策略空間為PL={PS},地面用戶作為追隨者其策略空間為PF={XT,PT},整個Stackelberg博弈模型的策略空間為{PL,PF};在領導者博弈中,由傳輸速率和對追隨者的跨層干擾構成領導者效用函數,構建最優功率分配模型;在追隨者子博弈中,以最大化最小地面用戶傳輸速率為目標,構建多基站協同傳輸和功率分配優化問題;所述步驟103中,領導者效用優化問題為: s.t. 其中和分別表示衛星用戶u的功率和衛星的功率,US表示衛星用戶集合,和Cth分別表示衛星用戶u的速率和保證服務質量的最小速率閾值,為功率加權因子,的表達式為: 其中和分別表示衛星與衛星用戶u的信道系數,地面基站k與衛星用戶u的信道系數;表示地面基站k與地面用戶u間的傳輸功率,σS2為衛星層加性高斯白噪聲功率;為基站協同傳輸系數,表示地面用戶j由基站k服務,反之表示由地面基站k服務的用戶集合,UT為地面用戶集合;所述步驟103中,追隨者最大化最小地面用戶傳輸速率問題為: s.t. 其中K,MTU和MBS分別表示地面基站集合,一個用戶可同時被服務的最大基站數量以及一個基站可同時提供服務的最大用戶數量;表示地面基站k對與其使用同信道傳輸的衛星用戶k'之間的信道系數;表示地面用戶u的傳輸速率,表達式為: 其中和分別表示地面基站k與地面用戶u的信道系數,衛星與地面用戶u的信道系數;表示對與地面基站k使用相同信道傳輸的衛星用戶k'的功率;對于假設用戶信道增益排序為根據NOMA接收端SIC解碼機制,地面用戶u僅會受到地面用戶j>u的串行干擾;于是,表示地面基站k服務的前u個用戶,為地面層加性高斯白噪聲功率;所述步驟103中,領導者最優功率分配策略更新為: 其中所述步驟104中,式中hth為基站服務閾值,表示地面基站k與用戶u之間較差的信道條件使得無法為其提供服務;所述步驟104中,每個用戶根據偏好序列和依次選擇基站,地面基站k接收到用戶u的請求信號后,根據當前服務用戶數和小區總速率判斷是否允許接入;若地面基站k拒絕地面用戶u,在之后的迭代中地面用戶u不會再向地面基站k發送請求;所述步驟105中,功率的更新式為: 拉格朗日算子的計算公式分別為: 通過拉格朗日迭代求得追隨者最優功率分配策略;所述步驟106中,將步驟105中更新后的迭代進入步驟103,重復步驟103到步驟105,直到達到Stackelberg均衡,得到領導者與追隨者最優功率分配策略。
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