[发明专利]一种混合供电C-RAN资源分配方法及装置

说明书

本申请涉及电力物联网技术领域，公开了一种混合供电C‑RAN资源分配方法及装置，在该方法中，首先量化场景中不同射频远拉头的计算资源需求，通过动态映射基带处理单元与射频远拉头的关联关系，来实现基带处理单元计算资源的动态分配。然后利用机器学习的线性回归模型学习EH模块能量到达率的特征，并适时修正以达到预测可再生能量到达率的目的。根据上述所得结果，由强化学习使无线信道状态与网络进行交互，再基于强化学习中的算法来确定电力物联网中输变电物联网节点设备的调度方案以及射频远拉头资源分配方案。有效解决现有技术中云无线接入网在面向电力物联网应用中的资源利用不合理的技术问题。

技术领域

本申请涉及电力物联网技术领域，尤其涉及一种混合供电C-RAN资源分配方法及装置。

背景技术

传统依靠电量增长、引进消化吸收再创新的发展模式难以为继。泛在电力物联网的建设对于促 进电网提质增效具有重要意义。然而，由于当前电网呈现规模大、分枝多的特点，需要一种广覆盖、 大连接的接入方式来满足其泛在通信需求。其次，对于输变电节点的物联网设备，因为部署环境的 特殊性，不易于维护。因此，为输变电物联网节点充能，提升网络整体能量效率是保障电力物联网 正常运行的关键。

云无线接入网(Cloud Radio Access Network，C-RAN)作为一种新型组网方式，在增加小区 网络吞吐量，提高区域覆盖面积和实现无缝覆盖方面有着显著优势。云无线接入网这种架构不同于 传统的一体式基站，而是通过集中化基站中的基带处理单元(BuildingBase band Unite，BBU)， 分散化无线发射单元，并由高带宽低时延光纤连接两者构成。此方式将无源光网络与无线通信网络 的优点进行高效融合，其中时分复用无源光网络(TimeDivision Multiplexed Passive Optical Network，TDM-PON)具有高能效、低延迟以及高传输容量的特点，将其作为前传网络连接基带处理 单元与射频远拉头(Remote RadioHead，RRH)能有效提高网络性能。虽然，在提高资源利用率、 降低系统更新、维护成本和运营支出方面，基于TDM-PON的C-RAN有显著成效。但是，以大规模部 署RRH来实现广覆盖的方式会使得RRH消耗较多能量，导致碳足迹的激增。基于物联网节点充能和 RRH碳排放减少两个目的，将能量收集(Energy Harvesting，EH)技术加入输变电物联网节点与RRH 中，使得两者能够从环境能源中收集绿色可再生能量，不但能保障物联网节点正常工作，而且还减少对传统能源的消耗。

现有技术中，对EH技术的学术研究，以提高绿色能源利用率，降低传统能耗为主要目标。在 具有EH能力的单用户应用场景中，第一种是采用排队模型对能量的收集和业务的分组进行建模， 并通过马尔可夫决策过程来调度业务分组使其达到最佳。第二种是对异构网络中微蜂窝的开启或关 闭进行了研究，通过将用户业务迁移以减少微蜂窝的开启数量来达到降低整体异构网络能耗的目 的。第三种是考虑双用户的无线通信场景，并由混合能源对其发射机进行供电。为了合理分配混合 功率资源，实现低功耗的目的，提出了根据传输功率的动态决策方案。第四种是提出一种功率分配 算法，功率分配算法基于用户具有的EH能力来降低传统能耗，同时由于其算法复杂度，提出了两 个次优算法以降低算法复杂度。第五种是以用户服务质量(Quality of Service,QoS)为衡量指标， 将能效问题建模为凸优化问题，并通过算法求解得到优化方案来提高网络能效。第六种是对分层用 户调度与功率控制之间的影响关系进行了深入研究，定义了小区能耗目标函数，并通过搭建斯塔克尔伯格博弈模型来优化网络的能耗成本。第七种是为了降低处于异构网络中的设备能耗，提高系统 资源利用率，同样采用斯塔克尔伯格模型来建立能耗模型，利用物联网设备实现灾难恢复，提出一 个包含物联网设备的分布式智能电网框架，并进行灾难恢复策略演示，仿真结果表明其能有效解决 一些突发灾难问题。第八种是提出一种创新的智能电表来监测智能电网中的能量流，并搭建实物场 景验证其想法，印证了引入物联网设备对于提高电网效率和功能有着显著成效。