CN103987114A - 高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，主要为了提供一种满足移动站点的缓存限制的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法。本发明首先预设一个基站的服务周期为然后判断所述服务周期内的功率转折点的个数，并求出各所述功率转折点对应的时刻，再根据第一发送端信噪比计算公式或第二发送端信噪比计算公式求出发送端信噪比。本发明在满足缓存限制条件下将所需要的发送功率进行最小化，既使移动站点的缓存无溢出，又使发送功率最小化。

Description

高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法

技术领域

本发明涉及一种高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法。

背景技术

高速铁路的大范围铺设带来了对高移动环境下宽带无线通信的大量用户需求，而传统的技术例如GSM-R只能支持200kbps的速率，显然不足以满足这样的用户需求，因此有必要研究新的技术与新的构架来满足高移动环境下的宽带无线通信需求。

目前，高移动环境下的通信方案采用两跳的传输架构，即在车厢内设置接入点，接入点的天线设置在车厢外面。用户在和基站进行信息传输时，首先用户将信号发送给接入点，接入点通常称为移动站点，移动站点通过车厢外的天线将信号发送给基站，即完成用户到基站的信息传输，而基站到移动站点的信息传输与移动站点到基站的信息传输的方向相反。由于移动站点到基站的无线链路的时变特性，需要在移动站点引入缓存对业务到达速率，与信道服务速率进行匹配，实现高效、低延迟的信息传输。

本发明就是针对移动站点到基站的点对点的传输，在仅考虑大尺度衰落的情况下，研究在保证移动站点缓存无溢出的情况下的有效功率控制和分配策略。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种满足移动站点的缓存限制条件下使发送功率最小化的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法。

为达到上述目的，本发明高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，所述方法至少包括以下步骤：

预设一个基站的服务周期为

判断所述服务周期内的功率转折点的个数，并求出各所述功率转折点对应的时刻，再根据第一发送端信噪比计算公式或第二发送端信噪比计算公式求出发送端信噪比：

若功率转折点有四个，则采用所述第一发送端信噪比计算公式求解发送端信噪比，各所述功率转折点对应的时刻分别为t₁、t₂、t₃、t₄，所述第一发送端信噪比计算公式为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& T_0\&le;t<t_1\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1\&le;t<t_2\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_2\&le;t<t_3\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_3\&le;t<t_4\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_4\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_4\&le;t\&le;T_0+\frac{d_s}{v}\end{array}\right.$

若功率转折点有两个，则采用所述第二发送端信噪比计算公式求解发送端信噪比，各所述功率转折点对应的时刻分别为t′₁、t'₂，所述第二发送端信噪比计算公式为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& T_0\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;T_0+\frac{d_s}{v}\end{array}\right.$

其中γ_tr(t)为发送端信噪比，Q_m为移动站点的缓存限制，μ为数据到达率，v为移动站点的运行速度，d_s为所述基站的覆盖范围，d₀为所述基站与移动站点的运行轨道之间的垂直距离，α为路径损耗指数。

进一步地，若预设移动站点运动至基站覆盖范围中点的时刻为零时刻，则所述即所述服务周期为

若预设移动站点运动至基站覆盖范围边界的时刻为零时刻，则所述T₀为0或若T₀为0，则所述服务周期为若T₀为则所述服务周期为

进一步地，所述服务周期为时的的功率转折点的个数和各所述功率转折点对应的时刻的求解方法为：

利用功率转折点参量计算公式计算出临时参量t₀和t'₀，所述功率转折点参量计算公式为

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2},$

判断t₀和t'₀的大小关系，

若t₀<t'₀，则所述功率转折点有四个，所述t₁＝-t'₀，所述t₂＝-t₀，所述t₃＝t₀，所述t₄＝t'₀；

若t₀＝t'₀，则所述功率转折点有两个，所述t′₁＝-t₀、所述t'₂＝t₀；

若t₀>t'₀，则所述功率转折点有两个，降低移动站点的缓存限制，并将所述缓存限制代入所述功率转折点参量计算公式重新求解t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系，若t₀>t'₀，继续降低所述缓存限制，直至将所述缓存限制代入所述功率转折点参量计算公式后，最终求解出来的t₀和t'₀满足大小关系：t₀＝t'₀，所述t′₁＝-t₀，所述t'₂＝t₀。

具体地，当所述服务周期为时，

所述服务周期内的各所述功率转折点对应的时刻为将服务周期为时的各发送功率转折点对应的时刻沿时间轴向右平移后得到的时刻，所述服务周期内的发送端信噪比为将服务周期为时下求出的发送端信噪比沿时间轴向右平移后得到的发送端信噪比；

当所述服务周期为时，

所述服务周期内的各所述功率转折点对应的时刻为将服务周期为时的各发送功率转折点对应的时刻沿时间轴向左平移后得到的时刻，所述服务周期内的发送端信噪比为将服务周期为时求出的发送端信噪比沿时间轴向左平移后得到的发送端信噪比。

进一步地，所述方法还包括：判断移动站点是连续分配方式还是阶梯分配方式，

若为连续分配方式，利用所述发送端信噪比求出发送功率，该发送功率即为移动站点发送信息的发送功率；

若为阶梯分配方式，先将所述发送端信噪比进行阶梯化，再利用阶梯化的发送端信噪比求出发送功率，该发送功率即为移动站点发送信息的发送功率，或先利用所述发送端信噪比求出发送功率，再将该发送功率进行阶梯化，阶梯化后的发送功率即为移动站点发送信息的发送功率。

进一步地，所述利用所述发送端信噪比求出发送功率的计算公式为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，其中p_tr(t)为所述发送功率，σ²为噪声方差。

具体地，所述发送端信噪比阶梯化是将服务周期平均分为若干时间区间，各所述时间区间内的发送端信噪比等于该时间区间的起点对应的发送端信噪比或者终点对应的发送端信噪比或者该时间区间内的任意一点对应的发送端信噪比或者起点对应的发送端信噪比与终点对应的发送端信噪比之和的平均值；

所述发送功率阶梯化是将服务周期平均分为若干时间区间，各所述时间区间内的发送功率等于该时间区间的起点对应的发送功率或者终点对应的发送功率或者该时间区间内的任意一点对应的发送功率或者起点对应的发送功率与终点对应的发送功率之和的平均值。

优选地，所述α的取值为2～5。

本发明在满足缓存限制条件下将所需要的发送功率进行最小化，既使移动站点的缓存无溢出，又使发送功率最小化。

附图说明

图1是本发明的基站覆盖模型；

图2是本发明实施例1中发送端信噪比γ_tr(t)随时间变化的曲线图；

图3为本发明实施例2中发送端信噪比γ_tr(t)阶梯化后随时间变化的曲线图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

本发明中的AWGN是加性高斯白噪声，是基本的噪声与干扰模型，此模型唯一的信号减损是来自于宽带的线性加成或是稳定谱密度与高斯分布振幅的白噪声。

本发明所指的高移动环境是指移动站点的运动速度为200km/h及以上。

实施例1

本实施例中的移动站点为连续分配方式。

如图1所示，本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点B经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。在图1中可以看出，当移动站点在基站A的覆盖范围内运动时间为t，运动长度为vt，基站A与移动站点的距离 $d\left(t\right)=\sqrt{d_0^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2}.$

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中，经判断t₀<t'₀，所以功率转折点有四个，这四个功率转折点对应的时刻为t₁、t₂、t₃、t₄，即t₁为第一功率转折点时刻，t₂为第二功率转折点时刻,t₃为第三功率转折点时刻，t₄为第四功率转折点时刻，并且各功率转折点时刻的值为：t₁＝-t'₀，t₂＝-t₀，t₃＝t₀，t₄＝t'₀。

步骤3，在服务周期的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1\&le;t<t_2\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_2\&le;t<t_3\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_3\&le;t<t_4\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_4\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_4\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第一发送端信噪比计算公式，时间段为基站A的服务周期，图2为发送端信噪比γ_tr(t)的曲线图，横轴为时间t，纵轴为发送端信噪比γ_tr(t)。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，移动站点的发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，移动站点按照发送功率p_tr(t)发送信息。

实施例2

本实施例中的移动站点为阶梯分配方式。

如图1所示，本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中，经判断t₀<t'₀，本实施例中的功率转折点有四个，这四个功率转折点对应的时刻为t₁、t₂、t₃、t₄，即t₁为第一功率转折点时刻，t₂为第二功率转折点时刻,t₃为第三功率转折点时刻，t₄为第四功率转折点时刻。并且各功率转折点时刻的值为：t₁＝-t'₀，t₂＝-t₀，t₃＝t₀，t₄＝t'₀。

步骤3，在时间段的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1\&le;t<t_2\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_2\&le;t<t_3\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_3\&le;t<t_4\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_4\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_4\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第一发送端信噪比计算公式，时间段为基站A的服务周期，将发送端信噪比γ_tr(t)再进行阶梯化：

将时间段分为若干个离散的时间区间，各时间区间内的功率分配为该时间区间的起点对应的发送端信噪比γ_tr(t)和终点对应的发送端信噪比γ_tr(t)之和的平均值。

图3为发送端信噪比进行阶梯化后的曲线图，横轴为时间t，纵轴为阶级化后的发送端信噪比γ_tr(t)。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，移动站点的发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，该式中的γ_tr(t)为阶梯化后的发送端信噪比，移动站点按照发送功率p_tr(t)发送信息。

本实施例相对于上述实施例1，增加了将发送端信噪比进行阶梯化的过程，目的是在具体的工程中，可以采用阶梯化方式下的发送功率，便于实现。

实施例3

本实施例中的移动站点为阶梯分配方式。

如图1所示，本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中，经判断t₀<t'₀，本实施例中的功率转折点有四个，这四个功率转折点对应的时刻为t₁、t₂、t₃、t₄，即t₁为第一功率转折点时刻，t₂为第二功率转折点时刻,t₃为第三功率转折点时刻，t₄为第四功率转折点时刻。并且各功率转折点时刻的值为：t₁＝-t'₀，t₂＝-t₀，t₃＝t₀，t₄＝t'₀。

步骤3，在时间段的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1\&le;t<t_2\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_2\&le;t<t_3\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_3\&le;t<t_4\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_4\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_4\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第一发送端信噪比计算公式，时间段为基站A的服务周期。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，然后将发送功率p_tr(t)进行阶梯化：将时间段分为若干个离散的时间区间，各时间区间内的功率分配为该时间区间的起点对应的发送功率p_tr(t)和终点对应的发送功率p_tr(t)之和的平均值。最后，移动站点按照阶梯化后的发送功率p_tr(t)发送信息。

本实施例相对于上述实施例1，增加了将移动站点的发送功率p_tr(t)进行阶梯化的过程，目的是在具体的工程中，可以采用阶梯分配方式下的发送功率，便于实现。

实施例1～3针对t₀<t₁的情况，其中实施例1的移动站点为连续分配方式，实施例2和实施例3的移动站点为阶梯分配方式，实施例2和实施例3的区别在于：实施例2是对发送端信噪比γ_tr(t)进行阶梯化，而实施例3是对发送功率进行阶梯化p_tr(t)。

实施例4

本实施例中的移动站点为连续分配方式。

如图1所示，本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中，经判断t₀＝t'₀，本实施例中的功率转折点有两个，这两个功率转折点对应的时刻为t′₁、t'₂，并且各功率转折点对应时刻的值为：t′₁＝-t₀，t'₂＝t₀。

步骤3，在时间段的噪声功率归一化后的功率γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第二发送端信噪比计算公式，时间段为基站A的服务周期。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，移动站点按照发送功率p_tr(t)发送信息。

实施例5

本实施例中的移动站点为阶梯分配方式。

如图1所示，本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中，经判断t₀＝t'₀，本实施例中的功率转折点有两个，这两个功率转折点对应的时刻为t′₁、t'₂，并且各功率转折点对应时刻的值为：t′₁＝-t₀，t'₂＝t₀。

步骤3，在时间段的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第二发送端信噪比计算公式，时间段为基站A的服务周期。

将发送端信噪比γ_tr(t)再进行阶梯化：

将时间段分为若干个离散的时间区间，各时间区间内的发送端信噪比为该时间区间的起点对应的发送端信噪比。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，该式中的γ_tr(t)为进行阶梯化后的发送端信噪比，移动站点按照发送功率p_tr(t)发送信息。

实施例6

本实施例中的移动站点为阶梯分配方式。

如图1所示，本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中，经判断t₀＝t'₀，本实施例中的功率转折点有两个，这两个功率转折点对应的时刻为t′₁、t'₂，并且各功率转折点对应时刻的值为：t′₁＝-t₀，t'₂＝t₀。

步骤3，在时间段的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第二发送端信噪比计算公式，时间段为基站A的服务周期。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，再将发送功率p_tr(t)进行阶梯化：将时间段分为若干个离散的时间区间，各时间区间内的发送功率为该时间区间的起点对应的发送功率值。移动站点按照阶梯化后的发送功率发送信息。

实施例4～6针对t₀＝t₁的情况，其中实施例4的移动站点为连续分配方式，实施例5和实施例6的移动站点为阶梯分配方式，实施例5和实施例6的区别在于：实施例5是对发送端信噪比γ_tr(t)进行阶梯化，而实施例6是对发送功率进行阶梯化p_tr(t)。

实施例7

本实施例中的移动站点为连续分配方式。

本实施例针对直线型轨道，如图1所示，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中经判断t₀>t'₀，逐渐减小移动站点的缓存限制Q_m，并将减小后的Q_m代入功率转折点参量计算公式重新求解t₀和t'₀，判断t₀和t'₀的大小关系，若t₀>t'₀，继续减小缓存限制Q_m，直至将减小后Q_m代入所述功率转折点参量计算公式后，最终求解出来的t₀和t'₀满足大小关系：t₀＝t'₀，所述功率转折点有两个，两个功率转折点对应的时刻为t′₁和t'₂，并且t′₁＝-t₀，t'₂＝t₀，其中t₀为最终求解出来的值。

步骤3，基站A的服务周期内的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第二发送端信噪比计算公式。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，移动站点按照发送功率p_tr(t)发送信息。

实施例8

本实施例中的移动站点为阶梯分配方式。

如图1所示，本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中经判断t₀>t'₀，逐渐减小移动站点的缓存限制Q_m，并将减小后的Q_m代入功率转折点参量计算公式重新求解t₀和t'₀，判断t₀和t'₀的大小关系，若t₀>t'₀，继续减小缓存限制Q_m，直至将减小后Q_m代入所述功率转折点参量计算公式后，最终求解出来的t₀和t'₀满足大小关系：t₀＝t'₀，所述功率转折点有两个，两个功率转折点对应的时刻为t′₁和t'₂，并且t′₁＝-t₀，t'₂＝t₀，其中t₀为最终求解出来的值。

步骤3，基站A的服务周期内的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第二发送端信噪比计算公式。

将发送端信噪比γ_tr(t)再进行阶梯化：

将时间段分为若干个离散的时间区间，各时间区间内的发送端信噪比为该时间区间的终点对应的发送端信噪比。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，该式中的γ_tr(t)为进行阶梯化后的发送端信噪比，移动站点按照发送功率p_tr(t)发送信息。

实施例9

本实施例中的移动站点为阶梯分配方式。

如图1所示，本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，对于基站A，预设移动站点经过O点时的时刻为零时刻，服务周期为在此条件下的时间轴为零时刻左侧的时刻为负值，零时刻右侧的时刻为正值。

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中经判断t₀>t'₀，逐渐减小移动站点的缓存限制Q_m，并将减小后的Q_m代入功率转折点参量计算公式重新求解t₀和t'₀，判断t₀和t'₀的大小关系，若t₀>t'₀，继续减小缓存限制Q_m，直至将减小后Q_m代入所述功率转折点参量计算公式后，最终求解出来的t₀和t'₀满足大小关系：t₀＝t'₀，所述功率转折点有两个，两个功率转折点对应的时刻为t′₁和t'₂，并且t′₁＝-t₀，t'₂＝t₀，其中t₀为最终求解出来的值。

步骤3，基站A的服务周期内的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;\frac{d_s}{2v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第二发送端信噪比计算公式。

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，再将发送功率p_tr(t)进行阶梯化：将时间段分为若干个离散的时间区间，各时间区间内的发送功率为该时间区间的终点对应的发送功率值。移动站点按照阶梯化后的发送功率发送信息。

实施例7～9针对t₀>t₁的情况，其中实施例7的移动站点为连续分配方式，实施例8和实施例9的移动站点为阶梯分配方式，实施例8和实施例9的区别在于：实施例8是对发送端信噪比γ_tr(t)进行阶梯化，而实施例9是对发送功率进行阶梯化p_tr(t)。

实施例10

本实施例中的移动站点为阶梯分配方式。

本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，预设移动站点运动至基站A的覆盖范围边界的时刻为零时刻，零时刻的下一时刻，移动站点处在基站A的覆盖范围内，即服务周期为

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中，经判断t₀<t'₀，本实施例中的功率转折点有四个，这四个功率转折点对应的时刻为t₁、t₂、t₃、t₄，即t₁为第一功率转折点时刻，t₂为第二功率转折点时刻,t₃为第三功率转折点时刻，t₄为第四功率转折点时刻。并且各功率转折点时刻的值为： $t_1=-t_0^{\&prime;}+\frac{d_s}{2v},t_2=-t_0+\frac{d_s}{2v},t_3=t_0+\frac{d_s}{2v},$ $t_4=t_0^{\&prime;}+\frac{d_s}{2v}.$ 即服务周期为在服务周期内功率转折点对应的时刻为将服务周期为所求出的功率转折点对应的时刻沿时间轴向右平移后得到的时刻。

步骤3，在时间段的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& 0\&le;t<t_1\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1\&le;t<t_2\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_2\&le;t<t_3\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_3\&le;t<t_4\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_4\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_4\&le;t\&le;\frac{d_s}{v}\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第一发送端信噪比计算公式，时间段为基站A的服务周期。

由此可见，服务周期为的发送端信噪比为将服务周期为情况下求出的发送端信噪比沿时间轴向右平移后得到的发送端信噪比。实施例1～9中的服务周期均为

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，然后将发送功率p_tr(t)进行阶梯化：将时间段分为若干个离散的时间区间，各时间区间内的功率分配为该时间区间的起点对应的发送功率p_tr(t)和终点对应的发送功率p_tr(t)之和的平均值。最后，移动站点按照阶梯化后的发送功率p_tr(t)发送信息。

实施例11

本实施例中的移动站点为阶梯分配方式。

本实施例针对直线型轨道，基站与移动站点的运行轨道平行设置，基站与移动站点的运行轨道的垂直距离为d₀，移动站点的运行速度为v，基站A的覆盖范围为d_s，路径损耗指数为α，通常α的取值为2～5，数据到达率为μ，移动站点的缓存限制为Q_m，移动站点和基站之间的信道为AWGN信道，噪声方差为σ²。

本实施例中移动站点的优化功率控制与分配方法如下：

步骤1，预设零时刻，预设移动站点运动至基站A的覆盖范围边界的时刻为零时刻，零时刻的下一时刻，移动站点处在基站A的覆盖范围外，即服务周期为

步骤2，根据功率转折点参量计算公式

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_S}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$

求出临时参量t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系。从上述公式中，可以看出t₀和t'₀的值以及两者之间的大小关系受参数Q_m、μ、v、d_s、d₀以及α的影响。

在本实施例中经判断t₀>t'₀，逐渐减小移动站点的缓存限制Q_m，并将减小后的Q_m代入功率转折点参量计算公式重新求解t₀和t'₀，判断t₀和t'₀的大小关系，若t₀>t'₀，继续减小缓存限制Q_m，直至将减小后Q_m代入所述功率转折点参量计算公式后，最终求解出来的t₀和t'₀满足大小关系：t₀＝t'₀，所述功率转折点有两个，两个功率转折点对应的时刻为t′₁和t'₂，并且 其中t₀为最终求解出来的值。

步骤3，基站A的服务周期内的发送端信噪比γ_tr(t)为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& -\frac{d_s}{2v}\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;0\end{array}\right.$

上述γ_tr(t)的计算公式为第二发送端信噪比计算公式，时间段为基站A的服务周期。

由此可见，服务周期为的发送端信噪比为将服务周期为情况下求出的发送端信噪比沿时间轴向左平移后得到的发送端信噪比。实施例1～9中的服务周期均为

步骤4，由噪声归一化的功率公式可知，发送功率为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，然后将发送功率p_tr(t)进行阶梯化：将时间段分为若干个离散的时间区间，各时间区间内的功率分配为该时间区间的起点对应的发送功率p_tr(t)和终点对应的发送功率p_tr(t)之和的平均值。最后，移动站点按照阶梯化后的发送功率p_tr(t)发送信息。

实施例1～9针对预设的零时刻为移动站点运动至基站A覆盖范围中点的时刻，即移动站点运动至与基站A距离最近的时刻，该情况下的服务周期为 即实施例10和实施例11针对预设的零时刻为移动站点运动至基站A覆盖范围边界的时刻，实施例10中零时刻的下一时刻，移动站点运动至基站A的覆盖范围内，该情况下的服务周期为即T₀取0。实施例11中的零时刻的下一时刻，移动站点运动之基站A的覆盖范围外，该情况下的服务周期为即T₀取

服务周期内的功率转折点对应的时刻为将服务周期为所求出的功率转折点对应的时刻沿时间轴向右平移得到的时刻，即服务周期为的功率转折点对应的时刻相对于服务周期为的功率转折点对应的时刻推迟了

服务周期内的功率转折点对应的时刻为将服务周期为所求出的功率转折点对应的时刻沿时间轴向左平移得到的时刻，即服务周期为的功率转折点对应的时刻相对于服务周期为的功率转折点对应的时刻提早了

服务周期为的发送端信噪比为将服务周期为情况下求出的发送端信噪比沿时间轴向右平移后得到的发送端信噪比。

服务周期为的发送端信噪比为将服务周期为情况下求出的发送端信噪比沿时间轴向左平移后得到的发送端信噪比。

从实施例1～11中可以看出，本发明提供了一种在高速铁路等的高移动环境下移动站点的功率分配方法，该方法在满足缓存限制条件下将所需要的发送功率进行最小化，既使移动站点的缓存无溢出，又使发送功率最小化。另外，信号在移动站点的最大延时为因此可以通过控制Q_m的大小来控制移动站点允许的最大延时。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：

预设一个基站的服务周期为

判断所述服务周期内的功率转折点的个数，并求出各所述功率转折点对应的时刻，再根据第一发送端信噪比计算公式或第二发送端信噪比计算公式求出发送端信噪比：

若功率转折点有四个，则采用所述第一发送端信噪比计算公式求解发送端信噪比，各所述功率转折点对应的时刻分别为t₁、t₂、t₃、t₄，所述第一发送端信噪比计算公式为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& T_0\&le;t<t_1\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1\&le;t<t_2\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_2\&le;t<t_3\\ (2^{\mathrm{\&mu;}}-1){({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_3\&le;t<t_4\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_4\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_4\&le;t\&le;T_0+\frac{d_s}{v}\end{array}\right.$

若功率转折点有两个，则采用所述第二发送端信噪比计算公式求解发送端信噪比，各所述功率转折点对应的时刻分别为t′₁、t′₂，所述第二发送端信噪比计算公式为

${\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{tr}}\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& T_0\&le;t<t_1^{\&prime;}\\ 2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_1^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},& t_1^{\&prime;}\&le;t<t_2^{\&prime;}\\ \max \{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_2^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\},& t_2^{\&prime;}\&le;t\&le;T_0+\frac{d_S}{v}\end{array}\right.$

其中γ_tr(t)为发送端信噪比，Q_m为移动站点的缓存限制，μ为数据到达率，v为移动站点的运行速度，d_s为所述基站的覆盖范围，d₀为所述基站与移动站点的运行轨道之间的垂直距离，α为路径损耗指数。

2.根据权利要求1所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，

若预设移动站点运动至基站覆盖范围中点的时刻为零时刻，则所述即所述服务周期为

若预设移动站点运动至基站覆盖范围边界的时刻为零时刻，则所述T₀为0或若T₀为0，则所述服务周期为若T₀为则所述服务周期为

3.根据权利要求2所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，

所述服务周期为时的的功率转折点的个数和各所述功率转折点对应的时刻的求解方法为：

利用功率转折点参量计算公式计算出临时参量t₀和t'₀，所述功率转折点参量计算公式为

${\&Integral;}_0^{t0}({\log }_2(1+\frac{2^{\mathrm{\&mu;}}{({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}})-\mathrm{\&mu;})\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2}$ 和

${\&Integral;}_{t_0^{\&prime;}}^{\frac{d_s}{2v}}(\mathrm{\&mu;}-{\log }_2(1+\frac{{\max \{2^{\mathrm{\&mu;}}({d_0}^2+{\left({\mathrm{vt}}_0^{\&prime;}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}-{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}},0\}}{{({d_0}^2+{\left(\mathrm{vt}\right)}^2)}^{\frac{\mathrm{\&alpha;}}{2}}}))\mathrm{dt}=\frac{\mathrm{Qm}}{2},$

判断t₀和t'₀的大小关系，

若t₀<t'₀，则所述功率转折点有四个，所述t₁＝-t'₀，所述t₂＝-t₀，所述t₃＝t₀，所述t₄＝t'₀；

若t₀＝t'₀，则所述功率转折点有两个，所述t′₁＝-t₀、所述t'₂＝t₀；

若t₀>t'₀，则所述功率转折点有两个，降低移动站点的缓存限制，并将所述缓存限制代入所述功率转折点参量计算公式重新求解t₀和t'₀，然后判断t₀和t'₀的大小关系，若t₀>t'₀，继续降低所述缓存限制，直至将所述缓存限制代入所述功率转折点参量计算公式后，最终求解出来的t₀和t'₀满足大小关系：t₀＝t'₀，所述t′₁＝-t₀，所述t'₂＝t₀。

4.根据权利要求3所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，

当所述服务周期为时，

所述服务周期内的各所述功率转折点对应的时刻为将服务周期为时的各发送功率转折点对应的时刻沿时间轴向右平移后得到的时刻，所述服务周期内的发送端信噪比为将服务周期为时下求出的发送端信噪比沿时间轴向右平移后得到的发送端信噪比；

当所述服务周期为时，

所述服务周期内的各所述功率转折点对应的时刻为将服务周期为时的各发送功率转折点对应的时刻沿时间轴向左平移后得到的时刻，所述服务周期内的发送端信噪比为将服务周期为时求出的发送端信噪比沿时间轴向左平移后得到的发送端信噪比。

5.根据权利要求1所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，所述方法还包括：判断移动站点是连续分配方式还是阶梯分配方式，

若为连续分配方式，利用所述发送端信噪比求出发送功率，该发送功率即为移动站点发送信息的发送功率；

若为阶梯分配方式，先将所述发送端信噪比进行阶梯化，再利用阶梯化的发送端信噪比求出发送功率，该发送功率即为移动站点发送信息的发送功率，或先利用所述发送端信噪比求出发送功率，再将该发送功率进行阶梯化，阶梯化后的发送功率即为移动站点发送信息的发送功率。

6.根据权利要求5所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，所述利用所述发送端信噪比求出发送功率的计算公式为p_tr(t)＝γ_tr(t)×σ²，其中p_tr(t)为所述发送功率，σ²为噪声方差。

7.根据权利要求5所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，

所述发送端信噪比阶梯化是将服务周期平均分为若干时间区间，各所述时间区间内的发送端信噪比等于该时间区间的起点对应的发送端信噪比或者终点对应的发送端信噪比或者该时间区间内的任意一点对应的发送端信噪比或者起点对应的发送端信噪比与终点对应的发送端信噪比之和的平均值；

所述发送功率阶梯化是将服务周期平均分为若干时间区间，各所述时间区间内的发送功率等于该时间区间的起点对应的发送功率或者终点对应的发送功率或者该时间区间内的任意一点对应的发送功率或者起点对应的发送功率与终点对应的发送功率之和的平均值。

8.根据权利要求1所述的高移动环境下移动站点的功率优化控制与分配方法，其特征在于，所述α的取值为2～5。