[发明专利]一种在动态能量获取下的OFDMA下行系统的动态资源分配方法

权利要求书

1.一种在动态能量获取下的OFDMA下行系统的动态资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）建立基于系统特性的资源分配体系；

（2）建立动态能量获取机制；

（3）用户进行信息反馈，更新系统状态；

（4）计算每个子载波的最小所需功率；

（5）选取可分配的子载波集合；

（6）为每个用户分配相应的传输功率和子载波，

具体讲包括以下步骤：

（1）建立基于系统特性的资源分配体系：在基站上安装能量收集器和资源调度器以供数据传输和为每个用户分配功率和子载波；

（2）建立动态能量获取机制：设能量的到达过程是以速率λ_E到达的泊松过程，可充电电池的最大容量为B_max，电网作为备用电池；

（3）用户进行信息反馈，更新系统状态：所状态空间包含能量状态B和信道状态

（3a）在每一时隙的初始时刻，用户将系统当前的信道增益反馈给基站中的资源调度器，资源调度器根据之前的历史信息估算得到当前时刻较为准确的信道增益

（3b）结合步骤2得到的当前状态下可充电电池中的可用能量，更新系统状态为

（4）计算每个子载波的所需最小功率：初步分配每个子载波所需的最小传输功率，并将子载波按照状态优劣排序；基站根据信道增益和SNR中断得到的每一子载波在当前时刻所需的传输功率；

（5）选取可分配的子载波集合：根据当前时刻可充电电池中可用能量B^t和每个子载波中所需的能量，选取当前时刻可以用来分配给用户进行数据传输的子载波集合

（6）为每个用户分配相应的传输功率和子载波：根据上述得到的子载波集合及可充电电池中的储能为每个用户分配最优的传输功率和子载波，使系统的功率利用率最大，同时要保证传输的总能量不超过可充电电池的可用能量和电网提供的能量，而且每个子载波只能分配给一个用户；

最终的资源分配策略为依据步骤（6）决定每个用户分配到的子载波，确定每个用户在所分配到的子载波上的传输功率。

2.根据权利要求1所述的一种在动态能量获取下的OFDMA下行系统的动态资源分配方法，其特征在于：所述步骤（1）中能量收集器将环境中可再生能量转化为电能，存储到可充电电池中，以供数据传输；资源调度器接收来自用户对于信道状态的反馈信息，并结合信道的SNR中断值和可充电电池的能量获取信息，为每个用户分配功率和子载波。

3.根据权利要求1所述的一种在动态能量获取下的OFDMA下行系统的动态资源分配方法，其特征在于：所示步骤（2）中将动态能量获取与无线通信系统相结合从动态能量获取、无线资源动态优化(时间维度)、多节点协作(时空维度)的角度综合研究能量和子载波的协同管理。利用可再生能源转化为电能为无线通信系统供电，并与电网供电相结合，减少不可再生能源的消耗，并延长了无线通信系统的寿命。量化了能量的到达过程，当能量超过电池的最大容量时，多余的能量将会被丢弃，同时将电网作为备用能源，当传输功率大于可充电电池的可用能量时（用功率代替能量），多余部分由电网提供，则t+1时刻电池中的可用能量为：

Bt+1=min{Bt-(Pt-PNt)+XEt+1,Bmax}]]>

其中P^t表示t时刻分配给用户的总共功率，表示t时刻来自电网中用于数据传输的功率，表示t+1时刻到达的功率。