[发明专利]低复杂度的EH分布式基站系统能量共享和功率分配方法

摘要

本发明公开了一种低复杂度的EH分布式基站系统能量共享和功率分配方法，该方法的计算复杂度非常低，并且获得了远程天线单元发射功率的解析表达式，对于提高系统工作效率，节约计算资源具有非常现实的意义。本发明利用自身收集的可再生能量独立持续地工作，不需要依赖电网补充电能，真正实现了绿色通信，具有科学和应用价值。

主权项

1.一种低复杂度的EH分布式基站系统能量共享和功率分配方法，包括至少由基带处理单元、远程天线单元和能量共享装置构建的分布式基站系统，定义：N个远程天线单元构成RAU集合Θ，正在发射通信业务的远程天线单元构成激活RAU集合Θ_active，每个激活远程天线单元服务一个用户设备，远程天线单元i收集的能量按照泊松过程到达，到达率为λ_i,i∈Θ,能量共享装置收集的能量按照泊松过程到达，到达率为λ_ESE；ε_i为能量共享装置与远程天线单元i之间的能量传输损耗比例，η_i为能量共享装置与远程天线单元i之间的能量传输效率，η_i＝1‑ε_i；ε_B为能量共享装置与基带处理单元之间的能量传输损耗比例；η_B为能量共享装置与基带处理单元之间的能量传输效率，η_B＝1‑ε_B；p_i为能量共享装置分配给远程天线单元i的功率，0≤p_i≤p_max，p_max是远程天线单元的发射功率限制；h_i为从远程天线单元i到用户设备i的信道系数；μ为能量共享装置服从指数分布的能量消耗率；L为能量共享装置的最大能量状态值；c为能量共享装置在保证EH分布式基站系统持续工作状态下的最低能量状态值；P(χ≥c)表示能量共享装置的能量状态χ大于或等于c的概率，π_j是能量共享装置中的能量状态j发生的概率，j、m和l均为自然数；Γ为设定的能量共享装置的能量状态值大于或等于c的概率门限；表示激活远程天线单元i的最优分配功率；表示第q次优化的可分配功率；其特征在于：所述系统的能量共享和功率分配方法包括如下步骤：步骤1：初始化参数N、hi、λi、εi、λESE、εB、L、c、Γ和pmax，初始化第q次功率裁剪RAU集合Θq为空集，q＝0,1,...，初始化零功率RAU集合Ω为空集；步骤2：令q＝0，通过P(χ≥c)≥Γ，计算得到最大的μ值，记为μ_max；令步骤3.1：按照RAU对应信道系数的模递增的顺序重新编号中的RAU，计算：其中N_s是中元素的个数；步骤3.2：对于p_i＜0的第i个RAU，令对此类RAU进行计数；如果计数大于0，将它们加入Ω，转步骤3.1；步骤3.3：令q＝q+1；将满足条件p_iη_i＞p_max的RAU加入Θ_q，步骤3.4：若为空集时，转步骤4；若为非空集且Θ_q为空集时，令转步骤4；若为非空集且Θ_q为非空集时，令i∈Θ_q，若为空集，转步骤4；若为非空集，转步骤3.1；步骤4：若大于0，将数量最多为的功率继续分配给的激活远程天线单元；步骤5：输出激活远程天线单元的最优分配功率。