CN103781168B - 蜂窝网络中的功率分配方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蜂窝网络中的功率分配方法和系统，包括：RRU对太阳能采集装置进行监测从而得到太阳能能量收集信息,并将其及RRU子信道的历史信息发送给BBU；BBU根据接收到的RRU子信道的历史信息得到RRU子信道状态信息预测值；BBU根据得到的RRU子信道状态信息预测值和接收到的RRU太阳能能量收集信息确定RRU的发射功率和储能电池工作状态信息的决策信息；RRU根据BBU对其发射功率和储能电池工作状态信息的决策信息，调整RRU的发射功率和储能电池的工作状态。本发明提供方法和系统，以最优化系统吞吐量和可再生能源利用率为目标，提出了基于协作传输的可再生能源供能蜂窝网络系统的功率分配方法和系统。

Description

蜂窝网络中的功率分配方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种蜂窝网络中的功率分配方法和系统。

背景技术

随着智能终端与多媒体业务的普及，移动通信网络能耗移动通信网络能耗(以及碳排放量)呈几何倍数增长。据统计，信息通信产业(Information CommunicationTechnology，ICT)占全球每年温室气体排放量的2％-3％，并且这一比例以每年9％的速度增长，到2020年将增长1倍，其中移动通信为ICT产业中能耗与碳排放增长速度最快的领域(其中基站能耗约占80％，相当于80亿度电)。因此，降低移动通信网络能耗、碳排放量成为当前移动通信网络，以及未来第五代(5G)移动通信网络的重要目标之一。

可再生能源提供通信所需的过程中无石化能源消耗与碳排放等价，将可再生能源(如太阳能、风能等)引入移动通信网络是降低碳排放的有效手段，并得到了广泛的关注。J.Lei,R.Yates等人在“IEEE Trans.Wireless Communications,Feb.2009,vol.8,no.2,pp.547-551.”《A generic model for optimizingsingle-hop transmission policy ofreplenishable sensors》提出了可再生能源供能传感器网络中的高能效传输算法。V.Sharma,U.Mukherji等人在“IEEE Trans.WirelessCommun.,Apr.2010,vol.9,pp.1326-1336.”《Optimal energy management policies for energy harvesting sensor nodes》提出了以最大化吞吐量为目标的能量管理策略。C.K.Ho，R.Zhang在“IEEE Trans.SignalProcess.,vol.60,pp.4808–4818,Sep.2012.”《Optimal Energy Allocation forWireless Communications with Energy Harvesting Constraints》提出了以最小传输时延为目标的数据包调度与功率分配方案。K.Tutuncuoglu，A.Yener在“IEEETrans.WirelessCommunications,Mar.2012,vol.11,no.3,pp.1180-1189.”《Optimumtransmission policies forbattery limited energy harvesting nodes》提出了静态信道中在给定传输时间下最大化传输比特数的传输策略。

协作传输技术是有效提高系统频谱效率和能量效率的有效方法，该技术通过传输节点间移动用户信道信息和数据信息的交互，多个传输节点对移动用户进行联合传输，从而提高边缘用户的吞吐量和高数据传输率的覆盖范围，减小边缘用户的干扰，提高小区吞吐量。

由于可再生能源(如，太阳能)受到自然条件(如，光照强度)与所部属的能量采集装置尺寸(如，太阳能板尺寸)的影响，单位时间所获取的能量有限并且具有随机性。

综上所述，移动通信网络中联合考虑可再生能源和协作传输技术，未来前景巨大。然而，现有研究局限于非协作传输环境，没有考虑协作传输的情况。如何提供基于协作传输的太阳能供能蜂窝网络中的功率分配方法及系统，保证满足能量使用约束的同时提高系统吞吐量和可再生能源利用率，现有技术中基本上还没有相关的技术方案。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供了一种基于协作传输的太阳能供能蜂窝网络中的功率分配方法和系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种蜂窝网络中的功率分配方法，所述方法包括：

射频拉远单元RRU对太阳能采集装置进行监测从而得到太阳能能量收集信息，并将所述太阳能能量收集信息和RRU子信道的历史信息发送给室内基带处理单元BBU；

所述BBU根据接收到的所述RRU子信道的历史信息得到RRU子信道状态信息预测值；

所述BBU根据所述RRU子信道状态信息预测值和接收到的所述RRU太阳能能量收集信息确定所述RRU的发射功率和储能电池工作状态信息的决策信息；

所述RRU根据所述BBU对其所述发射功率和所述储能电池工作状态信息的决策信息，调整所述RRU的发射功率和储能电池的工作状态。

优选地，所述BBU采用信道预测方法得到所述RRU子信道状态信息预测值。

优选地，所述BBU确定所述RRU的发射功率包括：

计算第i个时间间隔内所述RRUl在子信道n上的信道增益噪声比：

${\mathrm{\γ}}_{n,l,i}^2=G_{n,l,i}|h_{n,l,i}{|}^2/{\mathrm{\σ}}^2$

其中，为第i个时间间隔内所述RRU在子信道n上的信道增益噪声比，i∈{1,2,...,M+1}，n∈{1,2,...,N}，l为不同的RRU标识，N为各RRU的子信道个数，M+1为时间间隔个数，G_n,l,i为第i个时间间隔RRUl在子信道n上的大尺度路径损耗，h_n,l,i为第i个时间间隔RRUl在子信道n上的瑞利衰落信道增益，σ²为噪声功率。

优选地，所述BBU确定所述RRU的发射功率还包括：计算第i个时间间隔内所述RRU在子信道n上的发射功率

优选地，所述计算第i个时间间隔内所述RRU在子信道n上的发射功率包括求优化模型的最优解，其中：

优化模型为：

$\underset{p_{n,l,i}}{max}\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{M+1}{\Σ}}{r}_{n,i}\left(P_{n,i}\right)s_i$

约束条件为：

$\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{E}_{l,i}^{con}\≥{(\underset{i=0}{\overset{m^{\′}}{\Σ}}{E}_{l,i}-E_{\max })}^{+}$

$\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{E}_{l,i}^{con}\≤\underset{i=0}{\overset{m-1}{\Σ}}{E}_{l,i}$

其中，m'∈{1,2,...,M}，m∈{1,2,...,M+1}，l∈{1,2,...,L}，第i个时间间隔RRU在子信道n上的数据速率用表示，第i个时间间隔内RRUl消耗的能量用表示，ξ＝ε/η,ε为峰均比，η为RRU中功率放大器效率，L表示RRU个数，(·)⁺代表的运算为(·)⁺＝max{0,·}，P_C为RRU中其它模块功率，为恒定值或通过监测模块实时监测得到，E_l,i为得到的RRU l在第i个时间间隔内的太阳能能量收集信息；

通过对所述优化模型求最优解，计算第i个时间间隔内所述RRU在子信道n上的发射功率

优选地，对所述优化模型求最优解具体包括：

选择精度值Δ_off，{α_l,m' ^υ}和{β_l,m ^υ}初始值，其中，υ为迭代次数，初始值为0，m'∈{1,2,...,M}，m∈{1,2,...,M+1}；

第i个时间间隔RRUl在子信道n上的发射功率用表示，其中 (·)⁺代表的运算为(·)⁺＝max{0,·}；

对和进行求解，获得和的值，其中，E_max为储能电池容量，μ^υ和κ^υ为迭代步长；

取υ＝υ+1；

判断是否满足迭代终止条件：

和

若上述迭代终止条件满足，则停止迭代计算，p_n,l,i即为最优发射功率否则，重新计算p_n,l,i，进行新一轮的迭代求解。

优选地，所述BBU确定RRU储能电池的工作状态具体包括：

所述BBU根据RRUl,的发射功率和太阳能能量收集情况{E_l,1,E_l,2,...}确定所述RRU l的储能电池的工作状态，包括以下步骤：

取i＝1,2,...,M+1，根据是否大于0作如下操作；

若大于等于0，则t_i-1时刻所述RRU l所配置的太阳能采集装置所收集的太阳能E_l,i-1在第i个时间间隔直接为RRUl供电，剩余能量进入储能电池进行存储，即，所述太阳能采集装置对储能电池进行充电；

若小于0，则t_i-1时刻RRU l收集的太阳能E_l,i-1和储能电池内存储的能量在第i个时间间隔一起为RRUl供电，所述储能电池进行放电。

优选地，所述系统包括BBU和至少一个RRU；

所述RRU用于监测所述太阳能采集装置能量收集信息和RRU子信道的历史信息，将所述太阳能采集装置能量收集信息和RRU子信道的历史信息发送给所述BBU，并且所述RRU根据BBU对其发射功率和储能电池工作状态信息的决策，调整所述发射功率和所述储能电池的工作状态；

所述BBU接收所述RRU发送的所述太阳能能量收集信息和所述RRU子信道的历史信息，根据接收到的所述RRU子信道的历史信息得到RRU子信道状态信息预测值，并根据得到的所述子信道状态信息预测值和接收到的所述RRU太阳能能量收集信息确定所述RRU的发射功率和储能电池的工作状态的决策。

优选地，所述BBU通过信息交换接口与所述RRU进行通信。

如权利要求8所述的蜂窝网络中的功率分配系统，其特征在于，所述RRU包括太阳能采集装置和储能电池。

本发明提供一种适用于基于协作传输的可再生能源供能蜂窝网络中功率分配方法与系统，以最优化系统吞吐量和可再生能量利用率为目标，提出了基于协作传输的可再生能源供能蜂窝网络系统的功率分配方法和系统。

本发明带来的有益效果是：

(1)提供了基于协作传输的可再生能源供能蜂窝系统；

(2)提出了适用于基于协作传输的可再生能源供能蜂窝系统中的最优化系统吞吐量和可再生能源利用率的功率控制方法。

附图说明

图1为本发明蜂窝网络中的功率分配系统的原理示意图；

图2为本发明一实施例中蜂窝网络中的功率分配方法流程图；

图3为本发明一实施例中蜂窝网络中的功率分配系统的具体应用场景示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明蜂窝网络中的功率分配系统的原理示意图。

如图1所示，室内基带处理单元(Building Base band Unit，BBU)100包括信息交互接口101。BBU通过信息交互接口101与射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)110进行通信。在本发明一实施例中，本发明提供的蜂窝网络的功率分配系统包括l个RRU110，其中l∈[1，L]。每个RRU110包括一个太阳能采集装置111和一个储能电池112，太阳能采集装置111根据储能电池112的工作状态为储能电池充电或者直接为RRU110供电。

图2为本发明一实施例中蜂窝网络中的功率分配方法流程图。

如图2所示，首先在步骤201中，射频拉远单元RRU监测太阳能采集装置从而得到太阳能能量收集信息，并将太阳能能量收集信息和RRU子信道的历史信息发送给室内基带处理单元BBU。

具体的，RRUl,将监测到的太阳能采集装置在{t₁,t₂,...}时刻采集到的太阳能能量收集信息{E_l,1,E_l,2,...}和各子信道的历史状态信息发送给BBU，其中，l为不同的RRU标识，L为RRU个数，{E_l,1,E_l,2,...}中下标的数字(即，1,2，……)表示不同时刻，即{t₁,t₂,...}。

令各RRU的数据传输时间均为[0,T)，M为传输时间[0,T)内各太阳能采集装置能量收集情况的监测次数，将[0,T)分割成M+1个时间间隔，令s_i为每个时间间隔长度，s_i＝t_i-t_i-1,t₀＝0，t_M+1＝T。

在其次的步骤202中，BBU接收RRU发送的太阳能能量收集信息和RRU子信道的历史信息，并根据接收到的RRU子信道的历史信息得到RRU子信道状态信息预测值。

具体的，BBU根据接收到的各RRU子信道历史信息，采用信道预测方法得到[0,T)时间内各RRU子信道状态信息预测值。在本实施例中，优选A.Duel-Hallen在“in Proc.IEEE,Dec.2007,vol.95,no.12,pp.2299-2313.”《Fading channel prediction for mobileradioadaptivetransmission systems》提出的信道预测方法。

在随后的步骤203中，BBU根据得到的子信道状态信息预测值和接收到的RRU太阳能能量收集信息确定RRU的发射功率和储能电池的工作状态的决策。

具体的，BBU按照式计算第i个时间间隔RRU l在子信道n上的信道增益噪声比，其中，i∈{1,2,...,M+1}，n∈{1,2,...,N}，N为各RRU的子信道个数，M+1为时间间隔个数，G_n,l,i为第i个时间间隔RRU l在子信道n上的大尺度路径损耗，h_n,l,i为第i个时间间隔RRU l在子信道n上的瑞利衰落信道增益，σ²为噪声功率。

第i个时间间隔内RRU l在子信道n上的发射功率为求优化模型的最优解，满足的约束条件为：和其中，m'∈{1,2,...,M}，m∈{1,2,...,M+1}，l∈{1,2,...,L}。

为第i个时间间隔，子信道n上的数据速率。为第i个时间间隔，RRU l消耗的能量，其中，ξ＝ε/η,ε为峰均比，η为RRU中功率放大器效率，P_C为RRU中其它模块功率，可认为恒定值或通过监测模块实时监测得到，E_l,i为得到的RRU l在第i个时间间隔内的太阳能能量收集信息。

BBU通过对优化模型求最优解得出第i个时间间隔内RRU l在子信道n上的发射功率具体包括以下步骤：

1)选择精度值Δ_off，{α_l,m' ^υ}和{β_l,m ^υ}初始值，其中，υ为迭代次数，初始值为0，m'∈{1,2,...,M}，m∈{1,2,...,M+1}。

2)第i个时间间隔RRU l在子信道n上的发射功率为其中 (·)⁺代表的运算为(·)⁺＝max{0,·}。

3)按照公式和获得和的值，其中，E_max为储能电池容量，μ^υ和κ^υ为迭代步长。

4)取υ＝υ+1。

5)判断是否满足迭代终止条件：

和

若上述迭代终止条件满足，则停止迭代计算，p_n,l,i即为最优发射功率否则，重新计算p_n,l,i，进行新一轮的迭代求解。

BBU根据RRUl,的发射功率和太阳能能量收集情况{E_l,1,E_l,2,...}确定RRUl的储能电池的工作状态，具体包括以下步骤：

1)取i＝1,2,...,M+1，根据是否大于0作如下操作；

2)若大于等于0，则t_i-1时刻RRUl所配置的太阳能采集装置所收集的太阳能E_l,i-1在第i个时间间隔直接为RRUl供电，剩余能量进入储能电池进行存储，即，太阳能采集装置对储能电池进行充电。

若小于0，则t_i-1时刻RRU l收集的太阳能E_l,i-1和储能电池内存储的能量在第i个时间间隔一起为RRUl供电，储能电池进行放电。

在最后的步骤204中，RRU根据BBU对其发射功率和储能电池工作状态信息的决策，调整RRU发射功率和储能电池的工作状态。

在本发明提供的蜂窝网络中的功率分配系统一实施例中，如图1所示，系统包括BBU100和RRU110。其中，BBU100包括信息交互接口101；RRU110包括太阳能采集装置111和储能电池112。BBU100与RRU110通过信息交互接口101进行通信。

RRU110用于监测太阳能采集装置111能量收集信息和子信道的历史信息，并将监测到的太阳能采集装置111能量收集信息和子信道的历史信息通过信息交互接口101发送给BBU100；BBU100通过信息交互接口101接收来自RRU110发送的太阳能采集装置111能量收集信息和子信道的历史信息，BBU100根据接收到的各RRU110子信道的历史信息，采用信道预测的方法得到子信道状态信息预测值，并根据各RRU110子信道状态信息预测结果及各RRU110太阳能能量收集信息确定各RRU110的发射功率和各储能电池112的工作状态的决策；各RRU110根据BBU100对其发射功率和储能电池112工作状态信息的决策，调整发射功率和储能电池112的工作状态。

图3为本发明一实施例中蜂窝网络中的功率分配系统的具体应用场景示意图。

如图3所示，一个BBU与3个RRU(RRU 1、RRU 2、RRU 3)连接。每个RRU包括一个太阳能采集装置和一个储能电池。系统内有两个用户(用户1、用户2)，每个用户同时与3个RRU(RRU 1、RRU 2、RRU 3)进行通信。RRU对太阳能采集装置进行监测从而得到太阳能能量收集信息，并将太阳能能量收集信息和RRU子信道的历史信息发送给BBU。BBU根据接收到的RRU子信道的历史信息和RRU太阳能能量收集信息确定RRU的发射功率和储能电池工作状态信息的决策信息。RRU根据BBU对其发射功率和储能电池工作状态信息的决策信息，调整RRU的发射功率和储能电池的工作状态。

本发明提供了一种适用于基于协作传输的可再生能源供能蜂窝网络中功率分配方法和系统，以最优化系统吞吐量和可再生能量利用率为目标，提出了基于协作传输的可再生能源供能蜂窝网络系统的功率分配方法和系统。本发明针对太阳能供能蜂窝网络系统，解决基于协作传输的太阳能供能蜂窝网络中的功率分配问题，以保证满足可再生能源使用约束的同时提高系统吞吐量和太阳能能量利用率。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蜂窝网络中的功率分配方法，其特征在于，所述方法包括：

射频拉远单元RRU对太阳能采集装置进行监测从而得到太阳能能量收集信息，并将所述太阳能能量收集信息和RRU子信道的历史信息发送给室内基带处理单元BBU；

所述BBU根据接收到的所述RRU子信道的历史信息得到RRU子信道状态信息预测值；

所述BBU根据所述RRU子信道状态信息预测值和接收到的所述RRU太阳能能量收集信息确定所述RRU的发射功率和储能电池工作状态信息的决策信息；

所述RRU根据所述BBU对其所述发射功率和所述储能电池工作状态信息的决策信息，调整所述RRU的发射功率和储能电池的工作状态。

2.如权利要求1所述的蜂窝网络中的功率分配方法，其特征在于，所述BBU采用信道预测方法得到所述RRU子信道状态信息预测值。

3.如权利要求1所述的蜂窝网络中的功率分配方法，其特征在于，所述BBU确定所述RRU的发射功率包括：

计算第i个时间间隔内RRUl在子信道n上的信道增益噪声比：

${\mathrm{\γ}}_{n,l,i}^2=G_{n,l,i}|h_{n,l,i}{|}^2/{\mathrm{\σ}}^2$

其中，为第i个时间间隔内所述RRU在子信道n上的信道增益噪声比，i∈{1,2,...,M+1}，n∈{1,2,...,N}，l为不同的RRU标识，N为各RRU的子信道个数，M+1为时间间隔个数，G_n,l,i为第i个时间间隔RRUl在子信道n上的大尺度路径损耗，h_n,l,i为第i个时间间隔RRUl在子信道n上的瑞利衰落信道增益，σ²为噪声功率。

4.如权利要求1或3所述的蜂窝网络中的功率分配方法，其特征在于，所述BBU确定所述RRU的发射功率还包括：计算第i个时间间隔内所述RRU在子信道n上的发射功率

5.如权利要求4所述的蜂窝网络中的功率分配方法，其特征在于，所述计算第i个时间间隔内所述RRU在子信道n上的发射功率包括求优化模型的最优解，其中：

优化模型为：

$\underset{p_{n,l,i}}{max}\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{M+1}{\Σ}}{r}_{n,i}\left(P_{n,i}\right)s_i$

约束条件为：

$\underset{i=1}{\overset{m^{\′}}{\Σ}}{E}_{l,i}^{con}\≥{(\underset{i=0}{\overset{m^{\′}}{\Σ}}{E}_{l,i}-E_{max})}^{+}$

$\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{E}_{l,i}^{con}\≤\underset{i=0}{\overset{m-1}{\Σ}}{E}_{l,i}$

其中，m'∈{1,2,...,M}，m∈{1,2,...,M+1}，l∈{1,2,...,L}，第i个时间间隔RRU在子信道n上的数据速率用表示，第i个时间间隔内RRUl消耗的能量用表示，所述E_max为储能电池容量，s_i为每个时间间隔长度，ξ＝ε/η,ε为峰均比，η为RRU中功率放大器效率，L表示RRU个数，(·)⁺代表的运算为(·)⁺＝max{0,·}，P_C为RRU中其它模块功率，为恒定值或通过监测模块实时监测得到，E_l,i为得到的RRU l在第i个时间间隔内的太阳能能量收集信息；

通过对所述优化模型求最优解，计算第i个时间间隔内所述RRU在子信道n上的发射功率

6.如权利要求5所述的蜂窝网络中的功率分配方法，其特征在于，所述对所述优化模型求最优解具体包括：

选择精度值Δ_off，{α_l,m' ^υ}和{β_l,m ^υ}初始值，其中，υ为迭代次数，初始值为0，m'∈{1,2,...,M}，m∈{1,2,...,M+1}；

第i个时间间隔RRUl在子信道n上的发射功率用

表示，其中 (·)⁺代表的运算为(·)⁺＝max{0,·}；

对和进行求解，获得和的值，其中，E_max为储能电池容量，μ^υ和κ^υ为迭代步长；

取υ＝υ+1；

判断是否满足迭代终止条件：

和

若上述迭代终止条件满足，则停止迭代计算，p_n,l,i即为最优发射功率否则，重新计算p_n,l,i，进行新一轮的迭代求解。

7.如权利要求1所述的蜂窝网络中的功率分配方法，其特征在于，所述BBU确定RRU储能电池的工作状态具体包括：

所述BBU根据的发射功率和太阳能能量收集情况{E_l,1,E_l,2,...}确定所述RRU l的储能电池的工作状态，包括以下步骤：

取i＝1,2,...,M+1，根据是否大于0作如下操作；

若大于等于0，则t_i-1时刻所述RRU l所配置的太阳能采集装置所收集的太阳能E_l,i-1在第i个时间间隔直接为RRUl供电，剩余能量进入储能电池进行存储，即，所述太阳能采集装置对储能电池进行充电，所述为第i个时间间隔内RRU l消耗的能量；

若小于0，则t_i-1时刻RRU l收集的太阳能E_l,i-1和储能电池内存储的能量在第i个时间间隔一起为RRUl供电，所述储能电池进行放电。

8.一种蜂窝网络中的功率分配系统，其特征在于，所述系统包括BBU和至少一个RRU；

所述RRU用于监测所述太阳能采集装置能量收集信息和RRU子信道的历史信息，将所述太阳能采集装置能量收集信息和RRU子信道的历史信息发送给所述BBU，并且所述RRU根据BBU对其发射功率和储能电池工作状态信息的决策，调整所述发射功率和所述储能电池的工作状态；

所述BBU接收所述RRU发送的所述太阳能能量收集信息和所述RRU子信道的历史信息，根据接收到的所述RRU子信道的历史信息得到RRU子信道状态信息预测值，并根据得到的所述子信道状态信息预测值和接收到的所述RRU太阳能能量收集信息确定所述RRU的发射功率和储能电池的工作状态的决策。

9.如权利要求8所述的蜂窝网络中的功率分配系统，其特征在于，所述BBU通过信息交换接口与所述RRU进行通信。

10.如权利要求8所述的蜂窝网络中的功率分配系统，其特征在于，所述RRU包括太阳能采集装置和储能电池。