CN110677904B - 独立于电网的eh分布式基站系统功率分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种独立于电网的EH分布式基站系统中能量共享的功率分配方法，RAU收集的能量可以直接供自身使用，也可以输送给能量共享池，能量共享池中的能量供所有RAU共享；在此基础上，对RAU的发射功率进行有效分配。采用本发明构建的系统，不需要从电网购买电力，降低了运营成本；其中RAU收集的能量由算法控制直接在RAU处使用或者通过在能量共享池处集中后再进行分配使用，有助于减小能量在传输中的损耗，优化资源分配，提升系统性能。

Description

独立于电网的EH分布式基站系统功率分配方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及无线EH网络中分布式基站系统的资源共享与功率分配。
背景技术
分布式基站系统通常由基带处理单元(BPU)和远程天线单元(RAU)组成，相对于传统基站具有更高的容量和更好的覆盖性能。在无线EH网络分布式基站组网的成果中，有文献公开了一种分布式基站架构，通过任意分布的远程天线单元实现在下行链路上的无线信息与功率同传，远程天线单元采用EH技术，并可与智能电网交易收集的能量，进行双向的能量流动。但是这种架构的缺点是对电网存在依赖，不能独立于电网存在，且不能实现远程天线单元之间的能量共享，从而实现资源的灵活配置，提高了系统使用成本。
发明内容
本发明提供一种独立于电网的EH分布式基站系统中能量共享的功率分配方法，RAU收集的能量可以直接供自身使用，也可以输送给能量共享池，能量共享池中的能量供所有RAU共享；在此基础上，对RAU的发射功率进行有效分配。采用本发明构建的系统，不需要从电网购买电力，降低了运营成本；其中RAU收集的能量由算法控制直接在RAU处使用或者通过在能量共享池处集中后再进行分配使用，有助于减小能量在传输中的损耗，优化资源分配，提升系统性能。
本发明具体技术方案包括能量共享池和远程天线单元，定义：第i个远程天线单元的能量收集速率为Ei，第i个远程天线单元从能量共享池借用能量的速率为Gi，第i个远程天线单元输送能量给能量共享池的速率为Fi，第i个远程天线单元的发射功率为pi，pmax为远程天线单元的发射功率限制，Q为能量共享池的能量水平，Qmax为能量共享池的存储空间，η为能量共享池和远程天线单元之间进行功率传输的能量损失效率。所述功率分配方法包括如下步骤：
(1)判断能量共享池的能量水平Q：如果Q＝0，将所有远程天线单元收集的能量先传输给能量共享池，然后利用注水功率分配算法对数量为
Figure BDA0002203317370000021
的功率在远程天线单元之间进行功率分配。或者利用注水功率分配算法对数量为
Figure BDA0002203317370000022
的功率在远程天线单元之间进行功率分配，得到第i个远程天线单元的基线功率
Figure BDA0002203317370000023
其中0＜τ＜1，计算第i个远程天线单元的能量贡献因子
Figure BDA0002203317370000024
Figure BDA0002203317370000025
是第i个远程天线单元向能量共享池输送能量的平均能量速率，得到第i个远程天线单元的奖励功率
Figure BDA0002203317370000026
于是第i个远程天线单元最终分配的功率为
Figure BDA0002203317370000027
(2)判断能量共享池的能量水平Q：如果0＜Q≤Qmax，所有的远程天线单元采用最大功率pmax进行传输。
附图说明
图1是独立于电网的EH分布式基站系统示意图。
具体实施方式
给出的实施例系统模型如图1所示，信息与能量双向传输链路包括有线或无线信息传输双向链路和有线或无线能量传输双向链路，电网为智能电网，一个分布式基站至少包括一个基带处理单元、N(N＞1)个远程天线单元、一个能量共享池、能量共享池与基带处理单元之间的传输链路和接口、RAU与基带处理单元之间的传输链路和接口、RAU与能量共享池之间的传输链路和接口、分布式基站与智能电网设备之间的传输链路与接口等。基带处理单元和RAU均具备能量收集能力，假设基带处理单元收集的能量足够驱动自身电路。能量共享池至少具备以下功能：(1)存储来自RAU的电能；(2)向RAU提供电能；(3)与基带处理单元通信。
RAU收集的能量可以直接供自身使用，也可以输送给能量共享池，能量共享池中的能量供所有RAU共享；在此基础上，对RAU的发射功率进行有效分配。设第i个RAU的发射功率为pi，则：pi＝Ei+Gi-Fi。其中0≤pi≤pmax,pmax为RAU的发射功率限制，第i个RAU的能量收集速率为Ei,Ei≥0，第i个RAU从能量共享池借用能量的速率为Gi，Gi≥0，第i个RAU输送能量给能量共享池的速率为Fi，Fi≥0。设Q为能量共享池的能量水平，所以有：
Figure BDA0002203317370000031
其中，0≤Q≤Qmax，Qmax为能量共享池的存储空间，为正实数,η为能量共享池和RAU之间进行功率传输的能量损失效率。
于是，分布式基站系统的功率分配可以通过求解以下优化问题获得：
Figure BDA0002203317370000032
s.t.
0≤Q≤Qmax
0≤pi≤pmax
Figure BDA0002203317370000033
Fi≥0,Gi≥0
Figure BDA0002203317370000034
其中gi为远程天线单元i与用户接收机之间的信道增益。
独立于电网的EH分布式基站系统功率分配方法的主要步骤如下：
(1)判断能量共享池的能量水平Q：如果Q＝0，将所有远程天线单元收集的能量先传输给能量共享池，然后利用注水功率分配算法对数量为
Figure BDA0002203317370000035
的功率在远程天线单元之间进行功率分配。或者利用注水功率分配算法对数量为
Figure BDA0002203317370000036
的功率在远程天线单元之间进行功率分配，得到第i个远程天线单元的基线功率
Figure BDA0002203317370000037
其中0＜τ＜1，计算第i个远程天线单元的能量贡献因子
Figure BDA0002203317370000038
Figure BDA0002203317370000039
是第i个远程天线单元向能量共享池输送能量的平均能量速率，得到第i个远程天线单元的奖励功率
Figure BDA00022033173700000310
于是第i个远程天线单元最终分配的功率为
Figure BDA00022033173700000311
(2)判断能量共享池的能量水平Q：如果0＜Q≤Qmax，所有的远程天线单元采用最大功率pmax进行传输。
本发明特点和有益效果：(1)本发明方法可以实现独立于电网的EH分布式基站系统，不需要从电网购买电力，降低了运营成本，对于无法获取电网电力或者致力于绿色通信的系统具有重要意义和实用价值；(2)本发明方法中RAU收集的能量由算法控制直接在RAU处使用或者通过在能量共享池处集中后再进行分配使用，有助于减小能量在传输中的损耗，优化资源分配，提升系统性能，具有科学价值。

Claims (1)

1.独立于电网的EH分布式基站系统功率分配方法，包括能量共享池和远程天线单元，定义：第i个远程天线单元的能量收集速率为Ei，第i个远程天线单元从能量共享池借用能量的速率为Gi，第i个远程天线单元输送能量给能量共享池的速率为Fi，第i个远程天线单元的发射功率为pi，pmax为远程天线单元的发射功率限制，Q为能量共享池的能量水平，Qmax为能量共享池的存储空间，η为能量共享池和远程天线单元之间进行功率传输的能量损失效率，其特征在于所述功率分配方法包括如下步骤：
(1)分布式基站系统的功率分配通过求解以下优化问题获得：
Figure FDA0003174911260000011
约束条件为：0≤Q≤Qmax；0≤pi≤pmax；Fi≥0,Gi≥0；
Figure FDA0003174911260000012
其中gi为远程天线单元i与用户接收机之间的信道增益；N为远程天线单元的数量；
(2)判断能量共享池的能量水平Q：如果Q＝0，将所有远程天线单元收集的能量先传输给能量共享池，然后利用注水功率分配算法对数量为
Figure FDA0003174911260000013
的功率在远程天线单元之间进行功率分配；或者利用注水功率分配算法对数量为
Figure FDA0003174911260000014
的功率在远程天线单元之间进行功率分配，得到第i个远程天线单元的基线功率
Figure FDA0003174911260000015
其中0＜τ＜1，计算第i个远程天线单元的能量贡献因子
Figure FDA0003174911260000016
Figure FDA0003174911260000017
是第i个远程天线单元向能量共享池输送能量的平均能量速率，得到第i个远程天线单元的奖励功率
Figure FDA0003174911260000018
于是第i个远程天线单元最终分配的功率为
Figure FDA0003174911260000019
(3)判断能量共享池的能量水平Q：如果0＜Q≤Qmax，所有的远程天线单元采用最大功率pmax进行传输。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107124757A (zh) * 2017-03-17 2017-09-01 东南大学 一种混合能量供电分布式天线系统的功率分配方法
CN109039660A (zh) * 2018-08-05 2018-12-18 广西师范大学 Eh分布式基站系统的能量共享和功率分配方法
CN110213766A (zh) * 2019-05-14 2019-09-06 重庆邮电大学 能量收集安全传输系统中基于Lyapunov框架的在线功率控制方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109150333B (zh) * 2018-08-08 2021-02-12 广西师范大学 基于能量共享的分布式基站远程天线单元选择方法
CN109041277B (zh) * 2018-08-16 2021-04-02 广西师范大学 低复杂度的eh分布式基站系统能量共享和功率分配方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107124757A (zh) * 2017-03-17 2017-09-01 东南大学 一种混合能量供电分布式天线系统的功率分配方法
CN109039660A (zh) * 2018-08-05 2018-12-18 广西师范大学 Eh分布式基站系统的能量共享和功率分配方法
CN110213766A (zh) * 2019-05-14 2019-09-06 重庆邮电大学 能量收集安全传输系统中基于Lyapunov框架的在线功率控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Energy Depositing for Energy Harvesting Wireless Communications》;Yucheng Liao等;《 2018 10th International Conference on Wireless Communications and Signal Processing (WCSP)》;20181203;第2-3章 *

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