[发明专利]一种多用户EH分布式基站的能效优化方法及系统

权利要求书

1.一种多用户EH分布式基站的能效优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

至少一个远程天线装置收集能量，并将收集的能量传输至能量共享存储装置中；

所述能量共享存储装置存放至少一个所述远程天线装置传输的能量，得到总能量；

基带处理装置根据所述总能量得到发射总功率，并根据所述发射总功率得到总能效，并确定每个所述远程天线装置服务于至少一个用户装置的发射参数，根据所述发射参数得到对所述总能效优化的优化条件；所述根据所述总能量得到发射总功率，并根据所述发射总功率得到总能效包括：

将所述总能量转换为发射总功率P，设远程天线装置的数量为M，M个远程天线装置构成集合Φ＝{1,2,...,M}，N个用户装置构成用户装置集合U＝{1,2,...,N}，每个所述远程天线装置配置L根天线，且每个所述远程天线装置的第k根天线服务于所属的第k个用户装置，N_i为第i个远程天线装置的用户装置的数量，0≤N_i＜L且，

并设p_i为所述能量共享存储装置分配给第i个所述远程天线装置的发射功率，τ_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的能量分配因子，0≤τ_ik≤1且，则第i个远程天线装置分配给第k个用户装置的发射功率为p_ik＝p_iτ_ik且，

并设第i个远程天线装置服务的第k个用户装置要求的最小用户装置速率为，第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的实际用户装置速率为R_ik，则所述总能效为；

所述确定每个所述远程天线装置服务于用户装置的发射参数包括：

所述发射参数包括服务于用户装置的能量和实际用户装置速率，根据第一式计算第i个远程天线装置服务的第k个用户装置收集的能量E_ik，所述第一式为：

，

并根据第二式计算第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的实际用户装置速率R_ik，所述第二式为：

，

其中，ξ为能量转化效率且0＜ξ≤1，ρ_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的功率分裂比，0≤ρ_ik≤1，p_ik为第i个远程天线装置分配给第k个用户装置的发射功率，h_ik为第i个远程天线装置的第k根天线至服务的第k个用户装置链路的信道系数，为方差常数，和为方差常数；

所述根据所述发射参数得到对所述总能效优化的优化条件包括：

设定所述总能效为最大总能效，且满足优化条件，所述优化条件包括：

，

，

，

，

0≤τ_ik≤1且，

0≤ρ_ik≤1，

0≤N_i＜L，

其中，P为总功率，M为远程天线装置的数量，L为远程天线装置配置的天线数量，R_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的实际用户装置速率，为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置要求的最小用户装置速率，E_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置收集的能量，为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置要求的最小能量收集量，p_i为所述能量共享存储装置分配给第i个所述远程天线装置的发射功率，p_ik为第i个远程天线装置分配给第k个用户装置的发射功率，τ_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的能量分配因子，N_i为第i个远程天线装置的用户装置的数量；

所述用户装置接收所述远程天线装置发射的信号，并将所述信号分为两部分，其中，第一部分用于信息译码，第二部分用于能量收集。

2.一种多用户EH分布式基站的能效优化系统，其特征在于，包括能量共享存储装置、基带处理装置、至少一个远程天线装置和至少一个用户装置：

至少一个所述远程天线装置，用于收集能量，并将收集的能量传输至能量共享存储装置中；

所述能量共享存储装置，用于存放多个所述远程天线装置传输的能量，得到总能量；

所述基带处理装置，用于根据所述总能量得到发射总功率，并根据所述发射总功率得到总能效，并确定每个所述远程天线装置服务于至少一个所述用户装置的发射参数，根据所述发射参数得到对所述总能效优化的优化条件；所述基带处理装置具体用于：

将所述总能量转换为发射总功率P，设远程天线装置的数量为M，M个远程天线装置构成集合Φ＝{1,2,...,M}，N个用户装置构成用户装置集合U＝{1,2,...,N}，每个所述远程天线装置配置L根天线，且每个所述远程天线装置的第k根天线服务于所属的第k个用户装置，N_i为第i个远程天线装置服务的用户装置的数量，0≤N_i＜L且，

并设p_i为所述能量共享存储装置分配给第i个所述远程天线装置的发射功率，τ_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的能量分配因子，0≤τ_ik≤1且，则第i个远程天线装置分配给第k个用户装置的发射功率为p_ik＝p_iτ_ik且，

并设第i个远程天线装置服务的第k个用户装置要求的最小用户装置速率为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的实际用户装置速率为R_ik，则所述总能效为；

所述基带处理装置具体用于：

所述发射参数包括服务于用户装置的能量和实际用户装置速率，根据第一式计算第i个远程天线装置服务的第k个用户装置收集的能量E_ik，所述第一式为：

，

并根据第二式计算第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的实际用户装置速率R_ik，所述第二式为：

，

其中，ξ为能量转化效率且0＜ξ≤1，ρ_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的功率分裂比，0≤ρ_ik≤1，p_ik为第i个远程天线装置分配给第k个用户装置的发射功率，h_ik为第i个远程天线装置的第k根天线至服务的第k个用户装置链路的信道系数，为方差常数，和为方差常数；

所述根据所述发射参数得到对所述总能效优化的优化条件包括：

设定所述总能效为最大总能效，所述优化条件包括：

，

，

，

，

0≤τ_ik≤1且，

0≤ρ_ik≤1，

0≤N_i＜L，

其中，P为总功率，M为远程天线装置的数量，L为远程天线装置配置的天线数量，R_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的实际用户装置速率，为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置要求的最小用户装置速率，E_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置收集的能量，为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置要求的最小能量收集量，p_i为所述能量共享存储装置分配给第i个所述远程天线装置的发射功率，p_ik为第i个远程天线装置分配给第k个用户装置的发射功率，τ_ik为第i个远程天线装置服务的第k个用户装置的能量分配因子，N_i为第i个远程天线装置的用户装置的数量；

所述用户装置，用于接收所述远程天线装置发射的信号，并将所述信号分为两部分，其中，第一部分用于信息译码，第二部分用于能量收集。