[發明專利]一種針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法

有效

• 申請號: 201710196214.4
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN107086885B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 朱鵬程;李佳珉;肖果平;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/0426
• 分類號: H04B7/0426;H04W52/18;H04W52/24;H04W52/26;H04W52/34;H04W52/42
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法，將電網供電與天線單元采集的能量相結合，以一種混合能量供電的方式為分布式天線系統服務，系統優先使用天線單元采集的能量，將電網能量作為儲備能量。在優化問題建模中，以最大化系統能量效率作為目標，以每個用戶的速率QoS(Quality of Service)需求和天線單元功率受限為約束條件。利用Dinkelbach方法將優化問題轉化為分式規劃問題，然后通過連續凸函數逼近，將分式規劃轉化為幾何規劃問題，最后通過迭代計算求得系統的最優能量效率時的功率分配。本發明考慮了用戶之間的干擾因素，不僅適用于傳統的分布式天線系統，同樣適用于混合供電分布式天線系統，能夠顯著提高分布式天線系統的能量效率。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別是涉及一種針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法。

背景技術

分布式天線系統(Distributed Antenna Systems,DAS)由于天線單元RAU(RemoteAccess Units,RAU)分散的布置在小區的不同位置，可以縮短天線到用戶之間的距離，增加宏分集增益，有效的抗衰落、抗路徑損耗。相比集中的MIMO技術，可以降低天線的發送功率。但隨著RAU與發送天線數目的增加，巨大的能量消耗與有限的電力供應是亟需解決的問題之一，因此研究分布式天線系統能量有效的功率分配方法很有意義。

能量采集(Energy-Harvesting,EH)是一門新興的熱門技術，如果將其應用到DAS中，則可以充分地利用可再生能源，RAU可以自主地采集能量，保證基本的數據業務傳輸。但是由于能量采集的隨機性和間歇性，當傳輸數據較大時，很難為系統提供持續穩定的服務。本發明研究了一種混合能量供應的分布式天線系統傳輸模型。RAU優先使用采集的能量，將電網供電作為一種儲備的能量，即當系統采集的能量不能滿足用戶的需求時，使用電網能量供電。將采集的能量與電網能量想結合，以混合供電的方式保證DAS的穩定性并提供持續的QoS保障。

分布式天線系統中的功率分配問題已有廣泛的研究，但在混合能量供應的分布式天線系統中，RAU如何更有效的利用采集的能量與電網能量研究比較少。而且，很多傳統的能量效率研究考慮的是當系統用戶正交接入時的功率分配問題。也有較多的研究是通過串行干擾消除技術來消除用戶間的干擾，從而保證用戶之間不受到干擾，但是在實際通信系統中，很難完全消除用戶之間的干擾。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種能夠解決現有技術中存在的缺陷的針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法。

技術方案：為達到此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的針對混合能量供電分布式天線系統能量有效的功率分配方法，包括以下步驟：

S1：獲得系統用戶反饋的信道狀態信息以及天線單元采集的能量；

S2：建立混合能量供電分布式天線系統的功率消耗模型，并基于所述模型建立能量有效的功率分配優化問題；

S3：通過Dinkelbach方法將步驟S2建立的優化問題轉化為等價的分式規劃問題；

S4：利用連續凸函數逼近方法，將步驟S3得到的分式規劃問題轉化為對應的幾何規劃問題，并初始化系統發送功率與能量效率φ，設置功率分配方法的收斂精度ξ，設置初始迭代次數i＝0,j＝0；

S5：計算連續凸函數逼近因子以及轉化為幾何規劃問題后的能效函數F_i(φ)；

S6：根據步驟S4得到的幾何規劃問題，通過迭代方法求解最優功率分配

S7：判斷功率分配方法的收斂精度是否小于收斂門限：如果小于，則進行步驟S8；否則，則返回步驟S6；