[发明专利]一种针对混合能量供电分布式天线系统能量有效的功率分配方法

权利要求书

1.一种针对混合能量供电分布式天线系统能量有效的功率分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：获得系统用户反馈的信道状态信息以及天线单元采集的能量；

S2：建立混合能量供电分布式天线系统的功率消耗模型，并基于所述模型建立能量有效的功率分配优化问题；

其中，功率消耗模型如式(1)所示：

式(1)中，P_tot表示系统总的功率消耗，K表示用户个数，M表示天线单元总数，η表示功率放大器的效率，P_dyn表示系统动态消耗的功率，P_sta表示系统静态消耗的功率，P_fir表示RAU连接到中心处理器的光纤损耗，表示天线单元m分配用户k的电网功率；

功率分配优化问题如式(2)所示：

式(2)中，表示天线单元m分配用户k的电网功率，表示天线单元m分配用户k采集能量的功率，φ表示系统能量效率，R_k表示第k个用户的速率，表示天线单元m最大的发送功率，R_min表示满足用户QoS保障的最小速率，P_tot表示系统总的功率消耗，K表示用户个数；

S3：通过Dinkelbach方法将步骤S2建立的优化问题转化为等价的分式规划问题；

S4：利用连续凸函数逼近方法，将步骤S3得到的分式规划问题转化为对应的几何规划问题，并初始化系统发送功率与能量效率φ，设置功率分配方法的收敛精度ξ，设置初始迭代次数i＝0,j＝0；

S5：计算连续凸函数逼近因子以及转化为几何规划问题后的能效函数F_i(φ)；

S6：根据步骤S4得到的几何规划问题，通过迭代方法求解最优功率分配

S7：判断功率分配方法的收敛精度是否小于收敛门限：如果小于，则进行步骤S8；否则，则返回步骤S6；

S8：将最优功率分配重新赋值给转化为几何规划问题后的能效函数，判定能效函数是否小于设定门限值：如果小于，则继续进行步骤S9；否则，则返回步骤S5；

S9：计算最优能效函数对应的功率分配。

2.根据权利要求1所述的针对混合能量供电分布式天线系统能量有效的功率分配方法，其特征在于：所述步骤S3中的分式规划问题的目标函数F(φ)如式(3)所示：

式(3)中，φ表示系统能量效率，R_k表示第k个用户的速率，K表示用户个数，M表示天线单元总数，η表示功率放大器的效率，P_dyn表示系统动态消耗的功率，P_sta表示系统静态消耗的功率，P_fir表示RAU连接到中心处理器的光纤损耗，表示天线单元m分配用户k的电网功率。

3.根据权利要求1所述的针对混合能量供电分布式天线系统能量有效的功率分配方法，其特征在于：所述步骤S4中的几何规划问题如式(4)所示：

式(4)中，p_m,k表示天线单元m分配用户k的总功率，p_m,i表示天线单元m分配用户i的总功率，K表示用户个数，M表示天线单元总数，h_m,k表示天线单元m与用户k之间的信道响应，表示系统的加性高斯白噪声，α_m,k与β_m,k均为连续凸函数逼近因子，表示天线单元m最大的发送功率，R_min表示满足用户QoS保障的最小速率要求，表示天线单元m分配用户k采集能量的功率。

4.根据权利要求1所述的针对混合能量供电分布式天线系统能量有效的功率分配方法，其特征在于：所述步骤S5中的连续凸函数逼近因子如式(5)所示：

式(5)中，表示天线单元m在第i-1次迭代中分配给用户k的功率，h_m,k表示天线单元m与用户k之间的信道响应，M表示天线单元总数，K表示用户个数。