CN104486829A - 异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法 - Google Patents

Abstract

异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，将异构无线网络的系统传输以非协作的方式进行初始化，用户之间可以自由组合形成协作簇。同一协作簇内用户分配时隙，以时域正交的方式共享信道；对于不同的簇之间，同时传输的用户以最大化能量效率为目标确定自身的发射功率。若用户通过协作簇获得了相比非协作传输时更高的平均速率，则用户保留在簇中，否则用户将寻求加入其他簇。迭代进行上述过程，直到在整个网络范围内形成稳定的协作簇集合。仿真结果表明，我们提出的方法可以有效地控制系统中的干扰，进而提升了网络中用户的能量效率和传输速率。

Description

异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，毫微微蜂窝(Femtocell)成为了一种有效提高网络容量和增强网络覆盖的极具潜力的技术。毫微微蜂窝基站具有低功耗、低成本的优势，且可以由用户端进行便捷的部署。在传统的蜂窝网络中部署Femtocell即形成了异构无线网络。

依照传统的方法，在异构无线网络中，不同层的网络(宏网络和Femtocell网络)工作在相同的频带上，导致系统中同时存在着同层干扰(不同Femtocell之间的干扰以及宏小区之间的干扰)和跨层干扰(Femtocell和宏小区之间的干扰)。复杂的干扰场景将显著影响网络的性能和降低用户体验。另一方面，目前的移动设备绝大多数都是有电池进行供能的。在当下电池技术发展缓慢的情况下，如何高效利用有限的电池能量来为用户提供更加持久的服务，提升其在无线网络中的生存时间，催生了很多以能量效率为导向的研究和技术。而在上述异构网络中复杂的干扰场景条件下，提升用户的能量效率就成为一个更显棘手的问题。

具体来说，上述问题在异构网络的上行链路尤为突出。上行链路的传输依赖于用户设备的功率消耗，因此提高上行链路传输的能量效率将显著提升用户设备的生存时间。而由于网络流量的不对称性，即上行流量需求一般是小于下行流量需求的，因此在上行链路上无需追求极致的传输速率。考虑到这两方面，提高上行链路的能量效率的提升作为目标将是非常有意义的。但是在异构网络中，复杂的干扰，尤其是跨层干扰带来的影响将非常显著。尤其是在宏小区边缘，由于宏用户需要与远处的宏基站进行通信，故其一般需要的发射功率会比较高。而宏用户的高发射功率会显著影响其附近Femtocell用户的信号。反过来，Femtocell用户的通信也会影响宏基站的接收，使得宏用户所需要的发射功率进一步攀升。这样一来，将会使得Femtocell用户和宏用户都很难实现较高能量效率。

针对上述问题，一种非常有益的思路也即在异构网络中引入不同层网络间的协作。但是，不同的网络回程链路不同以及Femtocell一般由用户进行部署，网络的动态性比较强，传统的集中式控制和优化需要的信令开销会比较大，而且难以快速适应网络变化。

发明内容

本发明目的在于提供一种异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，该方法能够有效地控制了系统中的共道干扰，使用户的能量效率和整个网络的传输速率大大提高。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)异构无线网络的系统传输以非协作的方式进行初始化，得到用户在非协作情况下用户的传输速率R_i，且将单个用户看作一个簇；

2)每个簇检测其在异构无线网络中所处的环境，找出对该簇形成干扰的用户所在的簇；

3)将相互间存在干扰最强的簇进行虚拟合并以形成一个临时协作簇；该临时协作簇为其所包含的用户在整个帧长上分配时隙，然后在分配好的时隙上依照最优能量效率的准则确定该临时协作簇所包含的用户的发射功率；

4)根据当前临时协作簇中用户的发射功率以及分配好的时隙，得到当前临时协作簇中每个用户在整个帧长上的平均传输速率；

5)如果当前临时协作簇内用户获得的传输速率大于当前临时协作簇内用户在非协作情况下用户的传输速率R_i，则当前临时协作簇被保留，形成永久协作簇；否则，当前临时协作簇被取消；

6)在整个异构无线网络中重复步骤2)～5)，直到在整个异构无线网络中的用户均形成了各自永久协作簇，完成能量效率优化。

所述的步骤1)进行初始化的过程中：异构无线网络中在非协作情况下用户的传输速率是采用如下方法确定的：

若用户最优能量效率条件下的传输速率大于该用户的最小传输速率，则非协作情况下以用户当前的传输速率R_i进行传输；否则，用户在非协作情况下以其最小传输速率进行传输；其中，i为用户序号。

所述的步骤3)中每个临时协作簇中若存在宏用户，则该宏用户选择其所在的临时协作簇内信道条件最好的接入点进行通信。

所述的步骤3)中信道条件最好的接入点采用宏基站或者Femtocell接入点。

所述的步骤3)中时隙分配准则为：

${\mathrm{\θ}}_i^{\left(k\right)}=\frac{R_i^{\min }}{c_i^{\left(k\right)}}+\frac{1}{\left|S_s^{\left(k\right)}\right|}(1-\underset{j\∈S_s^{\left(k\right)}}{\mathrm{\Σ}}\frac{R_j^{\min }}{c_j^{\left(k\right)}})$

表示用户i在信道k上分配好的时隙长度；

表示用户i的最小传输速率；

表示用户i在信道k上整个帧内获得的平均传输速率；

j表示临时协作簇内任意用户；

表示临时协作簇内任意用户的最小传输速率；

表示用户j在信道k上整个帧内获得的平均传输速率；

表示信道k上用户i所在的临时协作簇内所有用户的集合。

所述的步骤3)中分配时隙后还对得到的时隙取整处理，且取整处理后的结果满足下式要求：

其中，表示分配好的时隙取整后的结果；T为一个帧内配置的总的时隙数目。

所述的取整处理按照下式进行：

其中，表示分配好的时隙取整后的结果；表示高优先级的用户集合，表示低优先级的用户集合。

所述的步骤3)中用户的发射功率是采用下式得到的：

${\stackrel{\‾}{p}}_i^{\left(k\right)}=\min (\max ({\hat{p}}_i^{\left(k\right)},{\tilde{p}}_i^{\left(k\right)}),p_i^{\max })$

其中，表示用户i在信道k上的发射功率；

表示当前用户i的最大发射功率限制；

表示当前用户i在信道k上的最小传输速率所需要的发射功率； 表示当前用户i在时隙k上受到的有效干扰； 表示用户i在信道k上收到的干扰功率；表示用户i的发射端和接收端在信道k上的传输增益；表示噪声功率；表示用户i的最小传输速率，ω₀表示信道带宽；

表示当前用户i在时隙k上的最大需要的发射功率；且满足 $\frac{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}+p_c}{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}+{\mathrm{\β}}_i^{\left(k\right)}}=1n(1+\frac{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}}{{\mathrm{\β}}_i^{\left(k\right)}});$ p_c表示用户的电路功率；表示除了用户i之外所有用户在信道k上的发射功率矢量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明以用户的能量效率为导向进行设计，通过用户之间进行协调形成临时协作簇，在临时簇内，用户之间分时隙使用信道，完全避免临时协作簇内部用户之间的相互干扰；而在不同临时协作簇之间，用户以自身能量效率为目标确定自身的发射功率，实现了簇间干扰的抑制，这样实现了异构网络中不同层用户之间的自发协调，因此，本发明方法在实际系统中的实现无需在现有的基础设施上增加额外的投入。而对于簇内的时隙分配，本发明以公平性为设计准则，使得每个用户在自身最小速率的需求的基础上，实现了公平的时隙分配。

进一步，本发明还允许宏用户进行混合接入被Femtocell基站所服务，以使得宏用户传输在信道质量更好的信道上。

附图说明

图1是本发明考虑的系统的示意图和用户间协作的示意图；

图2是在双层网络中形成协作簇的示意图；

图3比较了参与了协作的用户相比非协作情况下的平均能量效率；

图4比较了整个网络中用户在协作和非协作情况下的平均能量效率；

图5比较了参与了协作的用户相比非协作情况下的平均传输速率；

图6比较了整个网络中用户在协作和非协作情况下的平均传输速率。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明利用了协作博弈的理论进行设计，建立了一种异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，依照此方法，异构网络中的用户以一定的准则不断寻求与其他用户结合成为协作簇，实现更高的传输速率。此过程不断重复，直到整个网络收敛到一个稳定的协作簇集合为止。

参见图1，本发明具体考虑一个基于正交频分复用接入(OFDMA)的双层网络的上行链路。

其中包含了K个正交信道，记做κ＝{1,2,L,K}，信道带宽为ω₀。在网络中存在着一个宏基站(MBS)和F个Femtocell接入点(FAP)。宏基站的覆盖范围为半径为ρ_M的圆形区域，其服务着N₀个宏用户(MUE)。对于Femtocell，其分别服务着N₁,N₂,L,N_F个Femtocell用户(FUE)，不失一般性，本发明假设Femtocell的覆盖范围为半径为1/2_F的圆形区域。

在该OFDMA系统中，假设任意信道k上具有N^(k)个用户，其集合记做Φ^(k)＝{0,L,i,L,N^(k)}，其中标记0用以指示该信道上的宏用户，标记i用以标示来自Femtocelli的用户。本发明将用户i在信道k上的发射功率记做当前用户i的最大发射功率限制为我们使用粗体表示所有用户在信道k上的功率分配矢量。假设来自用户i到用户j的服务基站在信道k上的信道增益为则用户i的信干噪比(SINR)为

其中表示用户受到的干扰功率，下标-i表示除了用户-i以外的所有用户，因此，表示除了用户-i以外的所有用户在信道k上的发射功率。在此，本发明引入有效干扰的概念，其定义为

${\mathrm{\β}}_i^{\left(k\right)}=\frac{I_i^{\left(k\right)}+{\mathrm{\σ}}_0^2}{g_{i,i}^{\left(k\right)}}$

其中，表示当前用户i在时隙k上受到的有效干扰；表示用户i在信道k上收到的干扰功率；表示用户i的发射端和接收端在信道k上的传输增益；表示噪声功率；ω₀表示信道带宽。有效干扰可用来描述信道质量，基于有效干扰，用户的SINR可以记为用户的可达速率为：

$r_i^{\left(k\right)}={\mathrm{\ω}}_0{\log }_2(1+{\mathrm{\γ}}_i^{\left(k\right)})$

其中，表示用户i在信道k上的可达速率；表示用户i在信道k上的SINR。

在此，为了在网络中对用户的服务质量(QoS)进行保障，本发明在此为每个用户定义了最小传输速率，记做在用户可达速率的基础上，其能量效率可表示为：

${\mathrm{\π}}_i^{\left(k\right)}=\frac{r_i^{\left(k\right)}}{p_i^{\left(k\right)}+p_c}$

其中，p_c表示用户的电路功率；表示用户。

在上述基础上，本发明基于正交频分复用接入(OFDMA)的双层网络的上行链路能量效率优化方法包括以下步骤：

第一步，基于正交频分复用接入(OFDMA)的双层网络的系统传输以非协作的方式进行初始化，此时，用户的发射功率为

${\stackrel{\‾}{p}}_i^{\left(k\right)}=\min (\max ({\hat{p}}_i^{\left(k\right)},{\tilde{p}}_i^{\left(k\right)}),p_i^{\max })$

在此处，表示用户i在信道k上的发射功率；

表示当前用户i的最大发射功率限制；

表示当前用户i在信道k上的最小传输速率所需要的发射功率；可以直接计算得到；表示当前用户i在时隙k上受到的有效干扰； 表示用户i在信道k上收到的干扰功率；表示用户i的发射端和接收端在信道k上的传输增益；表示噪声功率；表示用户i的最小传输速率；ω₀表示信道带宽。

表示当前用户i在时隙k上的最大需要的发射功率；且可以推出其满足 $\frac{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}+p_c}{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}+{\mathrm{\β}}_i^{\left(k\right)}}=1n(1+\frac{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}}{{\mathrm{\β}}_i^{\left(k\right)}});$ 对于该方程，没有闭式解，我们需要通过双向搜索等数值方法得到最大化能效的发射功率，p_c表示用户的电路功率；表示除了用户i之外所有用户在信道k上的发射功率矢量。注意到此时，所有的共信道用户都依照该方法进行迭代得到自身的发射功率，直到达到系统的稳态，此时用户将获得其在非协作情况下的传输速率R_i。

同时，每个用户都试图在其传输中最大化其能量效率，若用户最优能量效率条件下的传输速率大于该用户的最小传输速率，则非协作情况下以用户当前的传输速率R_i进行传输；否则，用户在非协作情况下以其最小传输速率进行传输；得到用户在非协作情况下用户的传输速率R_i，i为用户序号且将单个用户看作一个簇。

第二步，该步骤是本发明中的关键，经过第二步中的不断迭代得到了算法的最终结果。其过程如图2所以，具体可以分为以下步骤：

1)每个簇(该簇不仅包含被看做簇的单个用户，还可以包括协作簇)检测其在异构无线网络中所处的环境，找出对该簇形成干扰的用户所在的簇；

2)将相互间存在干扰最强的簇进行虚拟合并以形成一个临时协作簇；(这里对尚未加入任何协作簇的用户来说，其可以被认为是一种特殊的簇，因为其当前仅包含自身)，每个临时协作簇中若存在宏用户，则该宏用户选择其所在的临时协作簇内信道条件最好的接入点进行通信，以使得宏用户传输在信道质量更好的信道上；信道条件最好的接入点采用宏基站或者Femtocell接入点。

对于每个临时协作簇中的用户，该临时协作簇为其所包含的用户在整个帧长上分配时隙以复用信道，然后对分配时隙结果进行取整处理，得到时隙数目。

对于临时协作簇内的时隙分配，我们以公平性为主要考量，建立如下的优化问题：

$\begin{array}{cc}\underset{{\mathrm{\θ}}^{\left(k\right)}}{\max }& {\mathrm{\Π}}_{i\∈S_s^{\left(k\right)}}({\mathrm{\θ}}_i^{\left(k\right)}{c}_i^{\left(k\right)}-R_i^{\min })\\ s.t.& {\mathrm{\Σ}}_{i\∈S_s^{\left(k\right)}}{\mathrm{\θ}}_i^{\left(k\right)}=1\\ & {\mathrm{\θ}}_i^{\left(k\right)}{c}_i^{\left(k\right)}\≥R_i^{\min },\∀i{\∈S}_s^{\left(k\right)}\\ & {\mathrm{\θ}}_i^{\left(k\right)}\∈\left[\mathrm{0,1}\right],\∀i\∈S_s^{\left(k\right)}\end{array}$

其中，θ^(k)表示用户在信道k上分配好的时隙长度；表示用户在信道k上分配好的时隙长度，表示用户j在信道k上整个帧内获得的平均传输速率；表示用户i在信道k上整个帧内获得的平均传输速率；表示信道k上用户i所在的临时协作簇内所有用户的集合。

通过求解上述该优化问题，得到隙分配准则：

${\mathrm{\θ}}_i^{\left(k\right)}=\frac{R_i^{\min }}{c_i^{\left(k\right)}}+\frac{1}{\left|S_s^{\left(k\right)}\right|}(1-\underset{j\∈S_s^{\left(k\right)}}{\mathrm{\Σ}}\frac{R_j^{\min }}{c_j^{\left(k\right)}})$

其中，表示用户i在信道k上分配好的时隙长度；

上述时隙分配准则的含义是，首先满足用户的最小速率需求(第一项)，其次，将剩余的时隙均分给簇内所有的用户(第二项)。在实际系统中，需要对上述时隙分配的结果需要进行取整处理，因此，本发明随机的在临时协作簇内为用户定义一定的优先级，以对用户区分进行向上和向下取整分配时隙，也即

其中，表示分配好的时隙取整后的结果；表示高优先级的用户集合，表示低优先级的用户集合。

得到的时隙数目的分配将满足：

其中，表示取整后得到的时隙数目。

3)相比初始化时的系统状态，由于用户协作集合发生了变化，因此在分配好的时隙上依照最优能量效率的准则确定该临时协作簇所包含的用户的发射功率；用户的发射功率是采用下式得到的：

${\stackrel{\‾}{p}}_i^{\left(k\right)}=\min (\max ({\hat{p}}_i^{\left(k\right)},{\tilde{p}}_i^{\left(k\right)}),p_i^{\max })$

其中，表示用户i在信道k上的发射功率；

表示当前用户i的最大发射功率限制；

表示当前用户i在信道k上的最小传输速率所需要的发射功率； 表示当前用户i在时隙k上受到的有效干扰； 表示用户i在信道k上收到的干扰功率；表示用户i的发射端和接收端在信道k上的传输增益；表示噪声功率；表示用户i的最小传输速率，ω₀表示信道带宽。

表示当前用户i在时隙k上的最大需要的发射功率；且满足 $\frac{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}+p_c}{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}+{\mathrm{\β}}_i^{\left(k\right)}}=1n(1+\frac{{\hat{p}}_i^{\left(k\right)}}{{\mathrm{\β}}_i^{\left(k\right)}});$ p_c表示用户的电路功率；表示除了用户i之外所有用户在信道k上的发射功率矢量。

在此处，发射功率的计算与先前非协作的情况下相同，但是注意到此时本发明已经进行了分簇操作，所以此时同时传输的用户集合是不同的，也即每个簇内同时只有一个用户的传输处在活动状态，故即时算法相同，得到的功率分配的结果也是有差异的。

4)根据当前临时协作簇中用户的发射功率以及分配好的时隙，得到当前临时协作簇中每个用户在整个帧长上的平均传输速率；

5)如果当前临时协作簇内用户获得的传输速率大于当前临时协作簇内用户在非协作情况下用户的传输速率R_i，则当前临时协作簇被保留，形成永久协作簇；否则，当前临时协作簇被取消；

6)在整个异构无线网络中重复步骤1)～5)，直到在整个异构无线网络中的用户均形成了各自永久协作簇，完成能量效率优化，这些协作簇将在整个后续的传输过程中保持稳定状态。

本发明公开了一种适用于异构无线网络的基于用户协作的能量效率优化方案。无线通信的发展催生了毫微微蜂窝(Femtocell)技术，在传统的蜂窝网络中部署Femtocell使得网络呈现出异构的特点。异构网络面临的干扰问题相比同构网络更加复杂，在这样的情况下，提高用户的能量效率以延长设备的使用时间和提升用户体验成为一个亟待解决的问题。为此，在异构网络中引入用户间的协作成为一种非常有效的方法。在本发明中，我们以能量效率为导向，设计了不同层网络间的协作机制。具体来说，不同层的用户之间可以自由组合形成协作簇，协作簇内的宏用户可以选择Femtocell基站进行接入以获得更好的信道条件。同一协作簇内的用户通过时隙的划分来共享信道，由此避免了簇内用户间的相互干扰，对于不同的簇之间，同时传输的用户依然以最大化能量效率为目标确定自身的发射功率。如果用户通过协作簇获得了相比非协作传输时更高的平均速率，则用户保留在簇中，否则用户将寻求加入其他簇。迭代进行上述过程，直到在整个网络范围内形成稳定的协作簇集合。仿真结果表明，我们提出的方法可以有效地控制系统中的干扰，进而提升了网络中用户的能量效率和传输速率。

为了证明本发明得到的方法确实是可行和有效的，通过仿真给出了本发明提出的协作方案和传统的方法相比较的情况。

图3a-3d中，3a-3b比较了网络中参与协作的宏用户在协作和非协作情况下的平均能量效率(对应左侧坐标轴)，3c-3d比较了网络中参与协作的Femtocell用户在协作和非协作情况下的能量效率(对应右侧坐标轴)。

图4a-4d中，4a-4b比较了网络中全部的宏用户在协作和非协作情况下的平均能量效率(对应左侧坐标轴)，3c-3d比较了网络中全部的Femtocell用户在协作和非协作情况下的能量效率(对应右侧坐标轴)。

图5a-5d中，5a-5b比较了网络中参与协作的宏用户在协作和非协作情况下的平均传输速率(对应左侧坐标轴)，5c-5d比较了网络中参与协作的Femtocell用户在协作和非协作情况下的传输速率(对应右侧坐标轴)。

图6a-6d中，6a-6b比较了网络中全部的宏用户在协作和非协作情况下的平均传输速率(对应左侧坐标轴)，6c-6d比较了网络中全部的Femtocell用户在协作和非协作情况下的传输速率(对应右侧坐标轴)。

Claims (8)

1.异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)异构无线网络的系统传输以非协作的方式进行初始化，得到用户在非协作情况下用户的传输速率R_i，且将单个用户看作一个簇；

2)每个簇检测其在异构无线网络中所处的环境，找出对该簇形成干扰的用户所在的簇；

3)将相互间存在干扰最强的簇进行虚拟合并以形成一个临时协作簇；该临时协作簇为其所包含的用户在整个帧长上分配时隙，然后在分配好的时隙上依照最优能量效率的准则确定该临时协作簇所包含的用户的发射功率；

4)根据当前临时协作簇中用户的发射功率以及分配好的时隙，得到当前临时协作簇中每个用户在整个帧长上的平均传输速率；

5)如果当前临时协作簇内用户获得的传输速率大于当前临时协作簇内用户在非协作情况下用户的传输速率R_i，则当前临时协作簇被保留，形成永久协作簇；否则，当前临时协作簇被取消；

6)在整个异构无线网络中重复步骤2)～5)，直到在整个异构无线网络中的用户均形成了各自永久协作簇，完成能量效率优化。

2.根据权利要求1所述的异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，其特征在于，所述的步骤1)进行初始化的过程中：异构无线网络中在非协作情况下用户的传输速率是采用如下方法确定的：

若用户最优能量效率条件下的传输速率大于该用户的最小传输速率，则非协作情况下以用户当前的传输速率R_i进行传输；否则，用户在非协作情况下以其最小传输速率进行传输；其中，i为用户序号。

3.根据权利要求1所述的异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，其特征在于，所述的步骤3)中每个临时协作簇中若存在宏用户，则该宏用户选择其所在的临时协作簇内信道条件最好的接入点进行通信。

4.根据权利要求3所述的异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，其特征在于：所述的步骤3)中信道条件最好的接入点采用宏基站或者Femtocell接入点。

5.根据权利要求1所述的异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，其特征在于：所述的步骤3)中时隙分配准则为：

${\mathrm{\θ}}_i^{\left(k\right)}=\frac{R_i^{\min }}{c_i^{\left(k\right)}}+\frac{1}{\left|S_s^{\left(k\right)}\right|}(1-\underset{j\∈S_s^{\left(k\right)}}{\mathrm{\Σ}}\frac{R_j^{\min }}{c_j^{\left(k\right)}})$

表示用户i在信道k上分配好的时隙长度；

表示用户i的最小传输速率；

表示用户i在信道k上整个帧内获得的平均传输速率；

j表示临时协作簇内任意用户；

表示临时协作簇内任意用户的最小传输速率；

表示用户j在信道k上整个帧内获得的平均传输速率；

表示信道k上用户i所在的临时协作簇内所有用户的集合。

6.根据权利要求1或5所述的异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，其特征在于：所述的步骤3)中分配时隙后还对得到的时隙取整处理，且取整处理后的结果满足下式要求：

其中，表示分配好的时隙取整后的结果；T为一个帧内配置的总的时隙数目。

7.根据权利要求6所述的异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，其特征在于，所述的取整处理按照下式进行：

其中，表示分配好的时隙取整后的结果；表示高优先级的用户集合，表示低优先级的用户集合。

8.根据权利要求1或5所述的异构无线网络中基于用户协作的上行链路能量效率优化方法，其特征在于，所述的步骤3)中用户的发射功率是采用下式得到的：

${\stackrel{\‾}{p}}_i^{\left(k\right)}=\min (\max ({\hat{p}}_i^{\left(k\right)},{\tilde{p}}_i^{\left(k\right)}),p_i^{\max })$

其中，表示用户i在信道k上的发射功率；

表示当前用户i的最大发射功率限制；

表示当前用户i在信道k上的最小传输速率所需要的发射功率； 表示当前用户i在时隙k上受到的有效干扰； 表示用户i在信道k上收到的干扰功率；表示用户i的发射端和接收端在信道k上的传输增益；表示噪声功率；表示用户i的最小传输速率，ω₀表示信道带宽；

表示当前用户i在时隙k上的最大需要的发射功率； ${\hat{p}}_i^{\left(k\right)}=\underset{p_i^{\left(k\right)}}{\arg \max }{\mathrm{\π}}_i^{\left(k\right)}(p_i^{\left(k\right)},p_{-i}^{\left(k\right)}),$ 且满足 $\frac{{{\hat{p}}_i}^{\left(k\right)}+p_c}{{{\hat{p}}_i}^{\left(k\right)}+{{\mathrm{\β}}_i}^{\left(k\right)}}=\ln (1+\frac{{{\hat{p}}_i}^{\left(k\right)}}{{{\mathrm{\β}}_i}^{\left(k\right)}});$ p_c表示用户的电路功率；表示除了用户i之外所有用户在信道k上的发射功率矢量。