CN103188685A - 无线资源分配方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种无线资源分配方法和设备。方法包括：为各个终端的下行业务设置优先级；以系统能效最大化为优化目标，根据各个终端的下行业务的优先级和各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率；其中，每个子载波分配给至多一个终端，每个子载波的功率大于等于零，每个终端的至少一个子载波的速率之和大于等于每个终端的下行最低速率，下行空口发射总功率小于等于网络侧设备的峰值功率，每个终端在一个子载波上的速率满足香农公式。本发明实施例，使网络侧设备的能耗和终端的下行速率折中，提高了系统的能效并保证系统的吞吐量。

Description

无线资源分配方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种无线资源分配方法和设备。

背景技术

正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)接入方式目前已作为无线通信长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统的下行标准多址接入方式。并且也是全球微波互联接入(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)标准中上下行多址接入的主要方式。

现有技术中，对于OFDMA系统的下行资源管理和调度，主要采用GPF的用户选择和ASA的动态信道分配相结合的FASA方法进行用户资源的分配，并采用CHC方法进行下行发射功率的控制。

然而，现有技术能够保证用户达到最小的速率，但会导致系统的能效低、吞吐量小。

发明内容

本发明实施例提供了一种无线资源分配方法和设备，提高系统的能效和吞吐量。

一方面，本发明实施例提供一种无线资源分配方法，包括：

为各个终端的下行业务设置优先级；

以系统能效最大化为优化目标，根据所述各个终端的下行业务的优先级和所述各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率；

其中，每个所述子载波分配给至多一个所述终端，每个所述子载波的功率大于等于零，每个所述终端的至少一个所述子载波的速率之和大于等于每个所述终端的下行最低速率，所述下行空口发射总功率小于等于所述网络侧设备的峰值功率，每个所述终端在一个所述子载波上的速率满足香农公式。

另一方面，本发明实施例还提供一种网络侧设备，包括：

处理器，用于为各个终端的下行业务设置优先级；

控制器，用于以系统能效最大化为优化目标，根据所述处理器为所述各个终端的下行业务设置的优先级和所述各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率；

其中，每个所述子载波分配给至多一个所述终端，每个所述子载波的功率大于等于零，每个所述终端的至少一个所述子载波的速率之和大于等于每个所述终端的下行最低速率，所述下行空口发射总功率小于等于所述网络侧设备的峰值功率，每个所述终端在一个所述子载波上的速率满足香农公式。

本发明实施例提供的无线资源分配方法和设备，网络侧设备可以为各个终端的下行业务设置优先级，以系统能效最大化为优化目标，根据各个终端的优先级和下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率，从而使网络侧设备的能耗和终端的下行速率折中，提高了系统的能效和吞吐量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的无线资源分配方法一个实施例的流程图；

图2为本发明提供的无线资源分配方法又一个实施例的流程图；

图3为本发明提供的网络侧设备一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的无线资源分配方法一个实施例的流程图，如图1所示，该方法包括：

S101、为各个终端的下行业务设置优先级；

S102、以系统能效最大化为优化目标，根据各个终端的下行业务的优先级和各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率。

其中，每个子载波分配给至多一个终端，每个子载波的功率大于等于零，每个终端的至少一个子载波的速率之和大于等于每个终端的下行最低速率，下行空口发射总功率小于等于网络侧设备的峰值功率，每个终端在一个子载波上的速率满足香农公式。

本发明实施例，可以适用于OFDMA接入方式的各种通信系统。以上步骤的执行主体为网络侧设备，具体可以是基站(Base Station，BS)，长期演进(Long Term Evolution，LTE)、长期演进的后续演进(LTE Advanced，LTE-A)或WiMAX系统中的各种基站，例如：增强型节点B(Evolved Node B，eNodeB)、中继设备、无线接入点(Access Point，AP)等。

网络侧设备可以根据终端的下行业务的重要性、所需资源情况等，为每个终端的下行业务设定优先级。在为各终端分配无线资源的场景下，网络侧设备可以根据各终端的优先级来分配无线资源，以保证重要性较高的下行业务的传输质量；网络侧设备还可以根据各终端的下行最低速率来分配无线资源，保证为各终端分配的至少一个子载波的速率之和不低于终端的下行最低速率，以保证各终端的下行业务的正常进行；网络侧设备还可以将每个子载波至多分配给一个终端，以各终端之间的下行业务冲突；网络侧设备还可以根据网络侧设备的静态功耗的损失来分配无线资源，从而使为各终端分配的无线资源与系统的实际传输情况更加匹配。

作为一种可行的实施方式，网络侧设备在进行无线资源分配时，可以以整个系统的全局能效作为优化的目标，根据以系统能效最优化问题

为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率。

其中，p_k，n为终端k在子载波n上的功率，

为各个终端的最大功率约束，ρ_k，n＝{1，0}为子载波分配指标，

为平均吞吐量约束，

为给定带宽下终端k在子载波n上的速率，ω_k为终端k的下行业务优先级，P_c为网络侧设备的静态功耗，

为终端的下行业务序号，

为子载波序号；H_k，n为终端k在子载波n上的频率响应，

为终端k的下行最低速率，P_tot为所述网络侧设备的下行空口发射总功率，W为子载波间隔，N₀为单侧噪声功率密度。

ρ_k，n＝{1，0}表示每个子载波分配给至多一个终端；

表示下行空口发射总功率小于等于网络侧设备的峰值功率；

表示分配给每个终端的速率需要大于等于每个终端的下行最低速率；

表示每个终端在一个子载波上的速率满足香农公式。

网络侧设备可以以整个系统的全局能效作为优化的目标，为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率。

上述的能效最优化问题实际上是解决了每一个信息比特如何有效传输的问题，具体是将能效定义为吞吐量除以系统总功耗，最大化每单位能量可以支持的传输比特。

作为另一种可行的实施方式，网络侧设备在进行无线资源分配时，还可以根据

s.t.

从初始设定值开始不断更新α，对于每个α，为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率，直至α更新前后的变化值小于设定阈值，即收敛至α的最优值；

其中，

ω_k为终端k的下行业务优先级，ρ_k，n＝{1，0}，ρ_k，n为子载波分配指标，r_k，n为终端k在子载波n上的速率，p_k，n为终端k在子载波n上的功率，P_c为网络侧设备的静态功耗，

为终端的下行业务序号，

为子载波序号；

为终端k的下行最低速率。

在本实施例的一个实施场景下，网络侧设备可以先确定α的初始设定值，并从初始设定值开始不断迭代α，每次更新α后，网络侧设备可以基于该α为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率，直至α更新前后的变化值小于设定阈值。其中，阈值可以根据实际需求，或者α的实际变化情况进行设定。如果α更新后，变化值小于设定阈值，则停止迭代，并可以按照α的变化值等于设定阈值的情况下为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率来进行无线资源的分配。

本发明实施例提供的无线资源分配方法，网络侧设备可以为各个终端的下行业务设置优先级，以系统能效最大化为目标，根据各个终端的优先级和下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率，从而使网络侧设备的能耗和终端的下行速率折中，提高了系统的能效和吞吐量。

图2为本发明提供的无线资源分配方法又一个实施例的流程图，如图2所示，本实施例提供了根据s.t.

进行无线资源分配的一个具体实施例，该方法可以包括：

S201、根据用户长期平均信道增益情况，确定初始的迭代参数α。

S202、根据最大化能量效率下界的子载波分配(Maximizing-EE-lower-bound-based Subcarrier Assignment，MSA)方法，为各个终端分配子载波。

作为根据MSA方法为各个终端分配子载波的一种的实施方式，对于一个α，根据

为各个终端分配子载波，其中，s.t.

在求到最优解时，每个用户中的能量效率(即EE值)必然相等，因为如果有终端的EE值较小，那么EE值较大的终端可以将资源分给EE值较小的终端来提高其EE值。据此，网络侧设备为各个终端分配子载波时，每分配一个子载波，可以根据每个终端的下行最低速率和每个终端的子载波中最差的信道质量，确定每个终端的最低能效基线；循环执行将待分配的子载波中信道条件最优的子载波分配给能效相对于最低能效基线增量最大的目标终端，并更新目标终端的最低能效基线的操作，直至所有待分配的子载波分配完毕。

具体的：可以首先获取每个终端信道增益最小的子载波；基于该信道增益最小的子载波，根据 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c},$ s.t. $\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{k,n}{r}_{k,n}\≥{\stackrel{\‾}{R}}_k,$ 获取每个终端的最低能效基线EE_k。

网络侧设备可以建立终端k的子载波集合S_K，所述S_K中包括信道增益最小的子载波；对于待分配的子载波n，网络侧设备可以根据更新后的S_K＝S_K＝+{n}，求解 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c},$ s.t. $\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{k,n}{r}_{k,n}\≥{\stackrel{\‾}{R}}_k,$ 以获取终端k的能效相对于最低能效基线EE_k增量；并待分配的子载波n分配给能效相对于最低能效基线EE_k增量最大的目标终端；最后更新目标终端的子载波集合S_K和目标终端的最低能效基线EE_k。

需要说明的是，得到各个终端的EE_k为虚拟的EE_k，该信道增益最小的子载波并没有真正分配给终端，只是利用这些信道增益最小的子载波来估计终端的最低能效基线EE_k，每个终端分配的子载波的集合仍是空集。

获取每个终端的最低能效基线EE_k后，可以找到当前虚拟EE_k最小的终端，并将尚未被分配的子载波中信道增益最大的子载波分配给该当前虚拟EE_k最小的终端。在这种情况下，该终端的子载波集合中添加一个子载波。每个终端分配一个子载波后，可以根据 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c}$ 更新最低能效基线EE_k的值。对于每个子载波均执行上述操作，直至全部待分配的子载波全部分配完毕。

S203、根据基于两分法的多用户功率分配(Bisection-based Multi-userPower Adaptation，BMPA)方法，将网络侧设备的下行空口发射总功率分配给各个终端。

BMPA方法主要是在所有终端子载波分配已确定和网络侧设备下行空口发射总功率一定情况下，如何合理的为各用户分配下行传输功率。

作为BMPA方法的一种可行的实施方式：

s.t.

对于给定的网络侧设备下行空口发射总功率P的情况下，网络侧设备可以先通过注水算法(一种功率分配方法，具体是信号较好时可以多分配一些功率；信道较差时可以少分配一些功率)，根据

确定满足每个终端最低速率需求的发射功率

其中，

以保证每个终端的最低速率需求

进一步的，网络侧设备还可以根据 $p_{k,n}^{*}={\stackrel{\‾}{p}}_{k,n}+{[{\mathrm{\ω}}_k\mathrm{\μ}-(\frac{N_{0}W}{g_{k,n}}+{\stackrel{\‾}{p}}_{k,n})]}^{+},$

将网络侧设备的下行空口发射总功率的剩余功率，等比例分配给所述各个终端；

进一步的，网络侧设备还可以根据来调整各个终端所需要的发射功率总和P，通过两分法(一种求解函数极值的方法。具体是：先确定P的搜索范围，例如：从P0到P1，求出EE(p)对于P的导数。取两分点P2＝(P0+P1)/2，求出EE(p)对于P的导数在P2的取值情况，根据符合的条件，将P的搜索范围更新为P0至P2，或者P2至P1。)获取EE_k(P)的最大值，其中，

s.t.

S204、根据基于两分法的单用户功率分配(Bisection-based Single-userPower Adaptation，BSPA)方法，将每个终端的总功率分配给每个终端的各个子载波。

BSPA方法主要是每个终端的总功率和子载波确定的情况下，如何合理的将每个终端的总功率分配给每个终端的各个子载波。

具体的，可以根据s.t.

得到功率分配关系：

其中，g_k，n为第k个终端在第n个子载波上的信道增益，μ_k根据功率限制P唯一确定；

进一步的，还可以根据来调整各个终端所需要的发射功率总和P，通过两分法获取EE_k(P)的最大值，其中，

R(S_k，P)表示在子载波集合S_k上采用注水法分配功率P产生的速率，

表示注水后子载波n上分配的功率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

图3为本发明提供的网络侧设备一个实施例的结构示意图，如图3所示，该网络侧设备包括：处理器11和控制器12；其中：

处理器11，用于为各个终端的下行业务设置优先级；

控制器12，用于以系统能效最大化为优化目标，根据处理器11为各个终端的下行业务设置的优先级和各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率；

其中，每个子载波分配给至多一个终端，每个子载波的功率大于等于零，每个终端的至少一个子载波的速率之和大于等于每个终端的下行最低速率，下行空口发射总功率小于等于网络侧设备的峰值功率，每个终端在一个子载波上的速率满足香农公式。

作为一种可行的实施方式，控制器12可以具体用于：

根据系统能效最优化问题

s.t.

为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率；

其中，p_k，n为终端k在子载波n上的功率，

为各个终端的最大功率约束，ρ_k，n＝{1，0}为子载波分配指标，

为平均吞吐量约束，

为给定带宽下终端k在子载波n上的速率，ω_k为终端k的下行业务优先级，P_c为网络侧设备的静态功耗，

为终端的下行业务序号，

为子载波序号；H_k，n为终端k在子载波n上的频率响应，

为终端k的下行最低速率，P_tot为所述网络侧设备的下行空口发射总功率，W为子载波间隔，N₀为单侧噪声功率密度。

作为另一种可行的实施方式，控制器12还可以具体用于：从初始设定值开始不断更新α，对于每个所述α，根据系统能效最优化问题s.t.为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率，直至所述α更新前后的变化值小于设定阈值；

其中，

ω_k为终端k的下行业务优先级，ρ_k，n＝{1，0}，ρ_k，n为子载波分配指标，r_k，n为终端k在子载波n上的速率，P_k，n为终端k在子载波n上的功率，P_c为网络侧设备的静态功耗，

为终端的下行业务序号，

为子载波序号；

为终端k的下行最低速率。

在本实施例的一种实施场景下，对于每个α，控制器12可以具体用于：根据最大化能量效率下界的子载波分配MSA方法，为各个终端分配子载波；根据基于两分法的多用户功率分配BMPA方法，将网络侧设备的下行空口发射总功率分配给各个终端；根据基于两分法的单用户功率分配BSPA方法，将每个终端的总功率分配给每个终端的各个子载波。

可选的，控制器12可以具体用于：根据每个终端的下行最低速率和每个终端的子载波中最差的信道质量，确定每个终端的最低能效基线；循环执行将待分配的子载波中信道条件最优的子载波分配给能效相对于所述最低能效基线的增量最大的目标终端，并更新所述目标终端的所述最低能效基线的操作，直至所有待分配的子载波分配完毕。

可选的，控制器12还可以具体用于：获取每个终端信道增益最小的子载波；

基于所述信道增益最小的子载波，根据 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c},$ s.t.

获取每个所述终端的最低能效基线EE_k。

进一步的，控制器12可以具体用于：建立终端k的子载波集合S_K，所述S_K中包括信道增益最小的子载波；对于待分配的子载波n，根据更新后的S_K＝S_K＝+{n}，求解 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c},$ s.t. $\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{k,n}{r}_{k,n}\≥{\stackrel{\‾}{R}}_k,$ 以获取终端k的能效相对于所述最低能效基线EE_k增量；并待分配的子载波n分配给能效相对于所述最低能效基线EE_k增量最大的目标终端；更新所述目标终端的子载波集合S_K和所述目标终端的最低能效基线EE_k。

可选的，控制器12还可以具体用于：根据

确定

其中，

以保证每个用户的最低速率需求

根据 $p_{k,n}^{*}={\stackrel{\‾}{p}}_{k,n}+{[{\mathrm{\ω}}_k\mathrm{\μ}-(\frac{N_{0}W}{g_{k,n}}+{\stackrel{\‾}{p}}_{k,n})]}^{+},$

将所述网络侧设备的下行空口发射总功率的剩余功率，等比例分配给所述各个终端；

根据

来调整各个终端所需要的发射功率总和P，通过两分法获取EE_k(P)的最大值，其中，s.t.

可选的，控制器12还可以具体用于：根据

s.t.得到功率分配关系：

其中，g_k，n为第k个终端在第n个子载波上的信道增益，μ_k根据功率限制P唯一确定；

根据

来调整各个终端所需要的发射功率总和P，通过两分法获取EE_k(P)的最大值，其中，

R(S_k，P)表示在子载波集合S_k上采用注水法分配功率P产生的速率，

表示注水后子载波n上分配的功率。

可选的，处理器12还可以用于：根据各个终端上报的下行信道增益情况，确定初始设定值。

本发明实施例提供的网络侧设备，可以是基站(Base Station，BS)，长期演进(Long Tem Evolution，LTE)、长期演进的后续演进(LTE Advanced，LTE-A)或WiMAX系统中的各种基站，例如：增强型节点B(Evolved NodeB，eNodeB)、中继设备、无线接入点(Access Point，AP)等。

本发明实施例提供的网络侧设备，与本发明实施例提供的无线资源分配方法相对应，为本发明实施例提供的无线资源分配方法的执行设备，其执行无线资源分配方法的具体过程可参见方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例提供的网络侧设备，可以为各个终端的下行业务设置优先级，以系统能效最大为优化目标，根据各个终端的优先级和下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为各个终端分配子载波并为每个子载波分配功率，从而使网络侧设备的能耗和终端的下行速率折中，提高了系统的能效和吞吐量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (20)

1.一种无线资源分配方法，其特征在于，包括：

为各个终端的下行业务设置优先级；

以系统能效最大化为优化目标，根据所述各个终端的下行业务的优先级和所述各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率；

其中，每个所述子载波分配给至多一个所述终端，每个所述子载波的功率大于等于零，每个所述终端的至少一个所述子载波的速率之和大于等于每个所述终端的下行最低速率，所述下行空口发射总功率小于等于所述网络侧设备的峰值功率，每个所述终端在一个所述子载波上的速率满足香农公式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个终端的下行业务的优先级和所述各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率，具体为：

根据系统能效最优化问题

为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率；

其中，p_k，n为终端k在子载波n上的功率，

为各个终端的最大功率约束，ρ_k，n＝{1，0}为子载波分配指标，

为平均吞吐量约束，为给定带宽下终端k在子载波n上的速率，ω_k为终端k的下行业务优先级，P_c为网络侧设备的静态功耗，

为终端的下行业务序号，

为子载波序号；H_k，n为终端k在子载波n上的频率响应，为终端k的下行最低速率，P_tot为所述网络侧设备的下行空口发射总功率，W为子载波间隔，N₀为单侧噪声功率密度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述各个终端的下行业务的优先级和所述各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率，具体为：

从初始设定值开始不断更新α，对于每个所述α，根据系统能效最优化问题

s.t.

为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率，直至所述α更新前后的变化值小于设定阈值；

其中，

ω_k为终端k的下行业务优先级，ρ_k，n＝{1，0}，ρ_k，n为子载波分配指标，r_k，n为终端k在子载波n上的速率，p_k，n为终端k在子载波n上的功率，P_c为网络侧设备的静态功耗，

为终端的下行业务序号，

为子载波序号；

为终端k的下行最低速率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于每个所述α，根据

s.t.

为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率，具体包括：

根据最大化能量效率下界的子载波分配MSA方法，为所述各个终端分配子载波；

根据基于两分法的多用户功率分配BMPA方法，将所述网络侧设备的下行空口发射总功率分配给所述各个终端；

根据基于两分法的单用户功率分配BSPA方法，将每个所述终端的总功率分配给每个所述终端的各个子载波。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据最大化能量效率下界的子载波分配MSA方法，为所述各个终端分配子载波，具体包括：

根据每个所述终端的下行最低速率和每个所述终端的子载波中最差的信道质量，确定每个所述终端的最低能效基线；

循环执行将待分配的子载波中信道条件最优的子载波分配给能效相对于所述最低能效基线的增量最大的目标终端，并更新所述目标终端的所述最低能效基线的操作，直至所有待分配的子载波分配完毕。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据每个所述终端的下行最低速率和每个所述终端的子载波中最差的信道质量，确定每个所述终端的最低能效基线，具体包括：

获取每个所述终端信道增益最小的子载波；

基于所述信道增益最小的子载波，根据 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c},$ s.t.

获取每个所述终端的最低能效基线EE_k。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将待分配的子载波中信道条件最优的子载波分配给能效相对于所述最低能效基线的增量最大的目标终端，并更新所述目标终端的所述最低能效基线的操作，具体包括：

建立终端k的子载波集合S_K，所述S_K中包括信道增益最小的子载波；

对于待分配的子载波n，根据更新后的S_K＝S_K＝+{n}，求解 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c},$ s.t. $\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{k,n}{r}_{k,n}\≥{\stackrel{\‾}{R}}_k,$ 以获取终端k的能效相对于所述最低能效基线EE_k增量；

并待分配的子载波n分配给能效相对于所述最低能效基线EE_k增量最大的目标终端；

更新所述目标终端的子载波集合S_K和所述目标终端的最低能效基线EE_k。

8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，所述根据基于两分法的多用户功率分配BMPA方法，将所述网络侧设备的下行空口发射总功率分配给所述各个终端，具体包括：

根据

确定满足每个终端最低速率需求的发射功率

其中，

以保证每个终端的最低速率需求

根据 $p_{k,n}^{*}={\stackrel{\‾}{p}}_{k,n}+{[{\mathrm{\ω}}_k\mathrm{\μ}-(\frac{N_{0}W}{g_{k,n}}+{\stackrel{\‾}{p}}_{k,n})]}^{+},$

将所述网络侧设备的下行空口发射总功率的剩余功率，等比例分配给所述各个终端；

根据

来调整各个终端所需要的发射功率总和P，通过两分法获取EE_k(P)的最大值，其中，

s.t.

9.根据权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于，所述根据基于两分法的单用户功率分配BSPA方法，将所述每个终端的总功率分配给所述每个终端的各个子载波，具体包括：

根据s.t.

得到功率分配关系：

其中，g_k，n为第k个终端在第n个子载波上的信道增益，μ_k根据功率限制P唯一确定；

根据

来调整各个终端所需要的发射功率总和P，通过两分法获取EE_k(P)的最大值，其中，

R(S_k，P)表示在子载波集合S_k上采用注水法分配功率P产生的速率，

表示注水后子载波n上分配的功率。

10.根据权利要求3-9任一项所述的方法，其特征在于，所述从初始设定值开始不断更新α之前，还包括：

根据所述各个终端上报的下行信道增益情况，确定所述初始设定值。

11.一种网络侧设备，其特征在于，包括：

处理器，用于为各个终端的下行业务设置优先级；

控制器，用于以系统能效最大化为优化目标，根据所述处理器为所述各个终端的下行业务设置的优先级和所述各个终端的下行最低速率，以及网络侧设备的静态功耗和下行空口发射总功率，为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率；

其中，每个所述子载波分配给至多一个所述终端，每个所述子载波的功率大于等于零，每个所述终端的至少一个所述子载波的速率之和大于等于每个所述终端的下行最低速率，所述下行空口发射总功率小于等于所述网络侧设备的峰值功率，每个所述终端在一个所述子载波上的速率满足香农公式。

12.根据权利要求11所述的网络侧设备，其特征在于，所述控制器具体用于：

根据系统能效最优化问题

为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率；

其中，P_k，n为终端k在子载波n上的功率，

为各个终端的最大功率约束，ρ_k，n＝{1，0}为子载波分配指标，

为平均吞吐量约束，

为给定带宽下终端k在子载波n上的速率，ω_k为终端k的下行业务优先级，P_c为网络侧设备的静态功耗，

为终端的下行业务序号，

为子载波序号；H_k，n为终端k在子载波n上的频率响应，

为终端k的下行最低速率，P_tot为所述网络侧设备的下行空口发射总功率，W为子载波间隔，N₀为单侧噪声功率密度。

13.根据权利要求11或12所述的网络侧设备，其特征在于，所述控制器具体用于：从初始设定值开始不断更新α，对于每个所述α，根据系统能效最优化问题

s.t.

为所述各个终端分配子载波并为每个所述子载波分配功率，直至所述α更新前后的变化值小于设定阈值；

其中，

ω_k为终端k的下行业务优先级，ρ_k，n＝{1，0}，ρ_k，n为子载波分配指标，r_k，n为终端k在子载波n上的速率，p_k，n为终端k在子载波n上的功率，P_c为网络侧设备的静态功耗，

为终端的下行业务序号，

为子载波序号；

为终端k的下行最低速率。

14.根据权利要求13所述的网络侧设备，其特征在于，对于每个所述α，所述控制器具体用于：根据最大化能量效率下界的子载波分配MSA方法，为所述各个终端分配子载波；根据基于两分法的多用户功率分配BMPA方法，将所述网络侧设备的下行空口发射总功率分配给所述各个终端；根据基于两分法的单用户功率分配BSPA方法，将每个所述终端的总功率分配给每个所述终端的各个子载波。

15.根据权利要求14所述的网络侧设备，其特征在于，所述控制器具体用于：根据每个所述终端的下行最低速率和每个所述终端的子载波中最差的信道质量，确定每个所述终端的最低能效基线；

循环执行将待分配的子载波中信道条件最优的子载波分配给能效相对于所述最低能效基线的增量最大的目标终端，并更新所述目标终端的所述最低能效基线的操作，直至所有待分配的子载波分配完毕。

16.根据权利要求15所述的网络侧设备，其特征在于，所述控制器还具体用于：获取每个所述终端信道增益最小的子载波；

基于所述信道增益最小的子载波，根据 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c},$ s.t.

获取每个所述终端的最低能效基线EE_k。

17.根据权利要求17所述的网络侧设备，其特征在于，所述控制器具体用于：建立终端k的子载波集合S_K，所述S_K中包括信道增益最小的子载波；对于待分配的子载波n，根据更新后的S_K＝S_K＝+{n}，求解 ${\mathrm{EE}}_k\stackrel{\mathrm{def}}{=}\underset{p_{k,n}\≥0,n\∈S_k}{\max }\frac{{\mathrm{\ω}}_k\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{r}_{k,n}}{\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{p}_{k,n}+{\mathrm{\α}}_k{P}_c},$ s.t. $\underset{n\∈S_k}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{k,n}{r}_{k,n}\≥{\stackrel{\‾}{R}}_k,$ 以获取终端k的能效相对于所述最低能效基线EE_k增量；并待分配的子载波n分配给能效相对于所述最低能效基线EE_k增量最大的目标终端；更新所述目标终端的子载波集合S_K和所述目标终端的最低能效基线EE_k。

18.根据权利要求14-17任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述控制器还具体用于：根据

确定满足每个终端最低速率需求的发射功率

其中，

以保证每个终端的最低速率需求

根据 $p_{k,n}^{*}={\stackrel{\‾}{p}}_{k,n}+{[{\mathrm{\ω}}_k\mathrm{\μ}-(\frac{N_{0}W}{g_{k,n}}+{\stackrel{\‾}{p}}_{k,n})]}^{+},$

将所述网络侧设备的下行空口发射总功率的剩余功率，等比例分配给所述各个终端；

根据

来调整各个终端所需要的发射功率总和P，通过两分法获取EE_k(P)的最大值，其中，

s.t.

19.根据权利要求14-18任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述控制器还具体用于：根据s.t.得到功率分配关系：

其中，g_k，n为第k个终端在第n个子载波上的信道增益，μ_k根据功率限制P唯一确定；

根据

来调整各个终端所需要的发射功率总和P，通过两分法获取EE_k(P)的最大值，其中，

R(S_k，P)表示在子载波集合S_k上采用注水法分配功率P产生的速率，表示注水后子载波n上分配的功率。

20.根据权利要求13-19任一项所述的网络侧设备，其特征在于，所述处理器还用于：根据所述各个终端上报的下行信道增益情况，确定所述初始设定值。

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