一种MassiveMIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法技术方案

本发明专利技术属于移动通信技术领域，公开了一种Massive MIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法，在一个单小区多用户的Massive MIMO系统下行传输过程中，基站作为发送端由可再生能源和电网共同供电，可再生能量采集后存储于一个电池中用于数据传输，当电池电量匮乏时，基站将利用电网能量保证服务。本发明专利技术基于能量获取的不确定性建立混合能量采集模型，并根据信道状态和能量状态时变特性以及用户间的协调影响，通过迭代更新系统信息，最终为每个用户分配最优的功率，使系统获得最高吞吐量的同时，最大限度的节省对不可再生资源的利用，达到绿色、节能的目的。

A power allocation method based on hybrid energy acquisition for MassiveMIMO systems

The invention belongs to the field of mobile communication technology, and discloses a Massive MIMO system power distribution method of hybrid energy acquisition based on the MIMO system in the downlink of Massive transmission process of a single cell multi user, the base station as the sending end by the renewable energy and power supply, renewable energy acquisition after stored in a battery for data transmission, when the battery power shortage, the base station will use the grid energy guarantee service. The uncertainty of the establishment of mixed energy acquisition model based on energy capture, and according to the channel state and the energy state time-varying characteristics and effect of coordination between users, update the system information through iteration, finally the optimal allocation of power for each user, allowing the system to achieve the highest throughput at the same time, the maximum saving of non renewable resources to achieve the purpose of energy saving and green.

【技术实现步骤摘要】
一种MassiveMIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法
本专利技术属于移动通信
，尤其涉及一种MassiveMIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法。
技术介绍
随着能量采集技术的发展，网络能源也逐渐丰富，既可以采用传统的电网供电，也可以使用环境能量(风能、太阳能、振动能等)为系统供电，充分利用可再生资源，使得未来网络在节能减排的基础上，实现自给供能，然而，可再生能源供能存在不稳定性，且电池容量有限，不能无限制的存储外部能量，一旦出现能量枯竭使得传输中断，在蜂窝网中则会导致覆盖空洞，严重影响服务质量。因此一个仅由可再生能源供电的基站难以保持一个稳定的能量供给，不足以保证最低服务质量(QoS)要求。基站需要采取一种互补方式的混合能量供给方式，来满足连续不断的能量需求，并保证通信系统性能的长期稳定性。MassiveMIMO是第五代移动通信技术发展的关键技术，在MassiveMIMO系统上实现绿色通信是未来的发展趋势，而混合能量采集技术可以保持能量的持续供给和稳定的服务质量，当可再生能量充足时，由可再生能源提供基本服务，可有效降低基站的能耗、提升网络性能；当可再生能量不足时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Massive MIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法，其特征在于，所述Massive MIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法关于能量获取的不确定性建立混合能量采集模型，并根据信道状态和能量状态的时变特性以及用户间的协调影响，通过迭代更新系统信息，最终为每个用户分配最优的功率，获得最高吞吐量的同时，最大限度的节省对不可再生资源的利用；所述能量采集模型采用泊松分布对能量收集过程和信道衰落的变化过程进行分析，能量到达时刻和信道衰落变化时刻是可计数的，分别用

【技术特征摘要】
1.一种MassiveMIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法，其特征在于，所述MassiveMIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法关于能量获取的不确定性建立混合能量采集模型，并根据信道状态和能量状态的时变特性以及用户间的协调影响，通过迭代更新系统信息，最终为每个用户分配最优的功率，获得最高吞吐量的同时，最大限度的节省对不可再生资源的利用；所述能量采集模型采用泊松分布对能量收集过程和信道衰落的变化过程进行分析，能量到达时刻和信道衰落变化时刻是可计数的，分别用和表示能量到达时刻序列和信道变化时刻序列，并且根据泊松分布的性质，时刻序列的间隔和分别服从均值为1/λe和1/λf的指数分布；所述最优的功率分配表示为：其中和分别为由能量采集和电网提供的信号的发射功率，和分别为由能量采集和电网提供的电路消耗功率，为能量采集器的电池容量，Ein(i)为i时刻的采集能量，为由电网提供的最大功率，Pmax为信号发射功率的最大值，N表示信道变化的次数，Q-1表示能量到达的次数，η为功率放大器效率，Li为第i＝{1,...,Q+N}个时间间隔，并且[x]+＝max(0,x)，表示0≤x≤pc，pc为总的电路功率消耗，α,τ,γ,μ均为拉格朗日乘子。2.一种MassiveMIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法，其特征在于，该MassiveMIMO系统基于混合能量采集的功率分配方法包括以下步骤：步骤一，在MassiveMIMO下行系统中，基站将采集的能量存储在可充电电池中，当可充电电池中的能量匮乏时，电网将作为备用电池给系统供电；步骤二，分析通信系统，根据信道状态和能量状态的时变特性，采用泊松分布来表示能量收集过程和信道状态的变化过程，所采集能量的到达时刻和信道状态的变化时刻分别服从速率为λe和λf的泊松计数分布；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：张阳，张丹，庞立华，栾英姿，韩芮雨，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61