[發明專利]一種混合供電C-RAN資源分配方法及裝置

在審

• 申請號: 202110998544.1
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113727451A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 路永玲;胡成博;張國江;楊景剛;付慧;賈駿;王真;朱雪瓊;秦劍華;劉子全;姚楠
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04L12/24
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 丁博寒

本申請涉及電力物聯網技術領域，公開了一種混合供電C?RAN資源分配方法及裝置，在該方法中，首先量化場景中不同射頻遠拉頭的計算資源需求，通過動態映射基帶處理單元與射頻遠拉頭的關聯關系，來實現基帶處理單元計算資源的動態分配。然后利用機器學習的線性回歸模型學習EH模塊能量到達率的特征，并適時修正以達到預測可再生能量到達率的目的。根據上述所得結果，由強化學習使無線信道狀態與網絡進行交互，再基于強化學習中的算法來確定電力物聯網中輸變電物聯網節點設備的調度方案以及射頻遠拉頭資源分配方案。有效解決現有技術中云無線接入網在面向電力物聯網應用中的資源利用不合理的技術問題。

技術領域

本申請涉及電力物聯網技術領域，尤其涉及一種混合供電C-RAN資源分配方法及裝置。

背景技術

傳統依靠電量增長、引進消化吸收再創新的發展模式難以為繼。泛在電力物聯網的建設對于促 進電網提質增效具有重要意義。然而，由于當前電網呈現規模大、分枝多的特點，需要一種廣覆蓋、 大連接的接入方式來滿足其泛在通信需求。其次，對于輸變電節點的物聯網設備，因為部署環境的 特殊性，不易于維護。因此，為輸變電物聯網節點充能，提升網絡整體能量效率是保障電力物聯網 正常運行的關鍵。

云無線接入網(Cloud Radio Access Network，C-RAN)作為一種新型組網方式，在增加小區 網絡吞吐量，提高區域覆蓋面積和實現無縫覆蓋方面有著顯著優勢。云無線接入網這種架構不同于 傳統的一體式基站，而是通過集中化基站中的基帶處理單元(BuildingBase band Unite，BBU)， 分散化無線發射單元，并由高帶寬低時延光纖連接兩者構成。此方式將無源光網絡與無線通信網絡 的優點進行高效融合，其中時分復用無源光網絡(TimeDivision Multiplexed Passive Optical Network，TDM-PON)具有高能效、低延遲以及高傳輸容量的特點，將其作為前傳網絡連接基帶處理 單元與射頻遠拉頭(Remote RadioHead，RRH)能有效提高網絡性能。雖然，在提高資源利用率、 降低系統更新、維護成本和運營支出方面，基于TDM-PON的C-RAN有顯著成效。但是，以大規模部 署RRH來實現廣覆蓋的方式會使得RRH消耗較多能量，導致碳足跡的激增。基于物聯網節點充能和 RRH碳排放減少兩個目的，將能量收集(Energy Harvesting，EH)技術加入輸變電物聯網節點與RRH 中，使得兩者能夠從環境能源中收集綠色可再生能量，不但能保障物聯網節點正常工作，而且還減少對傳統能源的消耗。

現有技術中，對EH技術的學術研究，以提高綠色能源利用率，降低傳統能耗為主要目標。在 具有EH能力的單用戶應用場景中，第一種是采用排隊模型對能量的收集和業務的分組進行建模， 并通過馬爾可夫決策過程來調度業務分組使其達到最佳。第二種是對異構網絡中微蜂窩的開啟或關 閉進行了研究，通過將用戶業務遷移以減少微蜂窩的開啟數量來達到降低整體異構網絡能耗的目 的。第三種是考慮雙用戶的無線通信場景，并由混合能源對其發射機進行供電。為了合理分配混合 功率資源，實現低功耗的目的，提出了根據傳輸功率的動態決策方案。第四種是提出一種功率分配 算法，功率分配算法基于用戶具有的EH能力來降低傳統能耗，同時由于其算法復雜度，提出了兩 個次優算法以降低算法復雜度。第五種是以用戶服務質量(Quality of Service,QoS)為衡量指標， 將能效問題建模為凸優化問題，并通過算法求解得到優化方案來提高網絡能效。第六種是對分層用 戶調度與功率控制之間的影響關系進行了深入研究，定義了小區能耗目標函數，并通過搭建斯塔克爾伯格博弈模型來優化網絡的能耗成本。第七種是為了降低處于異構網絡中的設備能耗，提高系統 資源利用率，同樣采用斯塔克爾伯格模型來建立能耗模型，利用物聯網設備實現災難恢復，提出一 個包含物聯網設備的分布式智能電網框架，并進行災難恢復策略演示，仿真結果表明其能有效解決 一些突發災難問題。第八種是提出一種創新的智能電表來監測智能電網中的能量流，并搭建實物場 景驗證其想法，印證了引入物聯網設備對于提高電網效率和功能有著顯著成效。