本發(fā)明涉及電網通信
技術領域：
，特別是涉及TD-LTE電力無線專網能效資源分配方法與系統(tǒng)。
背景技術：
：集中式TD-LTE(TimeDivisionLongTerm)電力無線專網通過協(xié)調分配功率及帶寬等資源來實現(xiàn)協(xié)作傳輸。一般的用于集中式TD-LTE電力無線專網協(xié)作傳輸?shù)哪苄зY源分配方法以最大化系統(tǒng)的能量效率為目標，即：一方面利用天線間的協(xié)作來提升系統(tǒng)的吞吐量；另一方面通過功率、基帶處理等資源的分配盡可能降低系統(tǒng)總能耗，從而在滿足不斷增長的通信業(yè)務需求的同時實現(xiàn)了節(jié)能減排。然而，目前用于集中式TD-LTE電力無線專網協(xié)作傳輸?shù)哪苄зY源分配方法存在的問題是：1)缺乏適用于協(xié)作場景的能耗模型。2)存在不必要的天線協(xié)作。所有能夠與終端建立通信鏈路的天線均參與協(xié)作傳輸，給去程帶寬增加負擔，限制系統(tǒng)所能容納的用戶/業(yè)務數(shù)。上述問題都嚴重制約TD-LTE電力無線專網系統(tǒng)能效。技術實現(xiàn)要素：基于此，有必要針對一般TD-LTE電力無線專網能效資源分配方案嚴重制約TD-LTE電力無線專網系統(tǒng)能效的問題，提供一種能夠顯著提高TD-LTE電力無線專網系統(tǒng)能效的TD-LTE電力無線專網能效資源分配方法與系統(tǒng)。一種TD-LTE電力無線專網能效資源分配方法，包括步驟：根據(jù)TD-LTE電力無線專網的網絡架構與協(xié)作傳輸標志變量，建立非對稱協(xié)作系統(tǒng)；根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)，通過詹森不等式及平均值期望的變換，獲得非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系；獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，其中，總能耗包括基帶處理能耗、功率放大器能耗、射頻部分能耗以及額外能耗；根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系以及非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式；根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，獲得天線數(shù)目最優(yōu)解和發(fā)射功率分配最優(yōu)解；更新天線數(shù)目為天線數(shù)目最優(yōu)解并更新發(fā)射功率分配為發(fā)射功率分配最優(yōu)解，重復優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，直至最優(yōu)天線數(shù)目與最優(yōu)發(fā)射功率分配均收斂。一種TD-LTE電力無線專網能效資源分配系統(tǒng)，包括：系統(tǒng)建立模塊，用于根據(jù)TD-LTE電力無線專網的網絡架構與協(xié)作傳輸標志變量，建立非對稱協(xié)作系統(tǒng)；相對關系獲取模塊，用于根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)，通過詹森不等式及平均值期望的變換，獲得非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系；總能耗獲取模塊，用于獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，其中，總能耗包括基帶處理能耗、功率放大器能耗、射頻部分能耗以及額外能耗；函數(shù)式獲取模塊，用于根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系以及非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式；優(yōu)化模塊，用于根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，獲得天線數(shù)目最優(yōu)解和發(fā)射功率分配最優(yōu)解；更新模塊，用于更新天線數(shù)目為天線數(shù)目最優(yōu)解并更新發(fā)射功率分配為發(fā)射功率分配最優(yōu)解，重復優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，直至最優(yōu)天線數(shù)目與最優(yōu)發(fā)射功率分配均收斂。本發(fā)明TD-LTE電力無線專網能效資源分配方法與系統(tǒng)，根據(jù)TD-LTE電力無線專網的網絡架構與協(xié)作傳輸標志變量，建立非對稱協(xié)作系統(tǒng)，通過詹森不等式及平均值期望的變換，獲得非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，獲得天線數(shù)目最優(yōu)解和發(fā)射功率分配最優(yōu)解，更新天線數(shù)目為天線數(shù)目最優(yōu)解并更新發(fā)射功率分配為發(fā)射功率分配最優(yōu)解，重復優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，直至最優(yōu)天線數(shù)目與最優(yōu)發(fā)射功率分配均收斂。整個過程中，建立適用于TD-LTE電力無線專網中協(xié)作場景的非對稱協(xié)作系統(tǒng)，并提出非對稱協(xié)作傳輸?shù)哪苄зY源分配算法，求解得到最大化系統(tǒng)能量效率的最優(yōu)協(xié)作天線數(shù)以及最優(yōu)發(fā)射功率分配，無需占用過多去程帶寬，能夠顯著提高TD-LTE電力無線專網系統(tǒng)能效。附圖說明圖1為本發(fā)明TD-LTE電力無線專網能效資源分配方法第一個實施例的流程示意圖；圖2為TD-LTE電力無線專網的網絡架構示意圖；圖3為本發(fā)明TD-LTE電力無線專網能效資源分配方法第二個實施例的流程示意圖；圖4為本發(fā)明TD-LTE電力無線專網能效資源分配系統(tǒng)第一個實施例的結構示意圖；圖5為本發(fā)明TD-LTE電力無線專網能效資源分配系統(tǒng)第二個實施例的結構示意圖。具體實施方式如圖1所示，一種TD-LTE電力無線專網能效資源分配方法，包括步驟：S100：根據(jù)TD-LTE電力無線專網的網絡架構與協(xié)作傳輸標志變量，建立非對稱協(xié)作系統(tǒng)。TD-LTE電力無線專網的網絡架構可以基于歷史經驗獲取，具體來說，如圖2所示，圖2中UE指代通信終端，RRH為射頻單元，BBU為基帶處理單元。更具體的相關參數(shù)如下表1表1TD-LTE電力無線專網系統(tǒng)模型參數(shù)對于終端k，其所收到的信號為：yk=hkH·ωk·sk+Σm≠khkH·ωm·sm+zk]]>式中，為終端k接收到的有用信號；為干擾信號；zk為噪聲，滿足E[||zk||]＝0且協(xié)作傳輸可有效消除干擾，上述公式第二項干擾信號為0，從而得到終端接收到的信號為：yk=hkH·ωk·sk+zk]]>終端k的信干噪比SINR為ζk=||hkHωk||2σk2]]>在集中式TD-LTE網絡架構中，處理中心BBU擁有完備的CSI(ChannelStateInformation，信道狀態(tài))信息。為了降低不必要天線協(xié)作帶來的去程帶寬浪費，以接入更多的用戶數(shù)，非對稱協(xié)作傳輸中并非所有的RRH(RemoteRadioHead，射頻拉遠頭)參與協(xié)作，而是僅有部分RRH參與協(xié)作傳輸(即處理中心BBU擁有所有終端的數(shù)據(jù)信息，但是并不會將所有信息進行協(xié)作預編碼，也不會將預編碼及數(shù)據(jù)信息通過去程鏈路傳輸至所有RRH)，定義協(xié)作傳輸標志變量：構建整個非對稱協(xié)作系統(tǒng)。在其中一個實施例中，步驟S100包括：步驟一：獲取TD-LTE電力無線專網的網絡架構。TD-LTE電力無線專網的網絡架構可以基于歷史經驗數(shù)據(jù)獲取，具體可以參見圖2，其為典型的TD-LTE電力無線專網的網絡架構示意圖。另外，在某些特殊的應用場景下還可以基于實際的應用場景更新TD-LTE電力無線專網的網絡架構。步驟二：定義TD-LTE電力無線專網中協(xié)作傳輸標志變量。步驟三：識別TD-LTE電力無線專網非對稱協(xié)作傳輸中參與協(xié)作的RRH和未參與協(xié)作的RRH。參與向用戶k協(xié)作傳輸數(shù)據(jù)的RRH集合表達為：Γk＝{n|n∈Γ,tn,k＝1}未參與向用戶k協(xié)作傳輸數(shù)據(jù)的RRH的發(fā)射功率分配Pn,k滿足Pn,k=0,n∉Γk]]>式中，Pn,k為射頻單元RRHn到終端k的發(fā)射功率分配。步驟四：記錄參與協(xié)作的RRH集合，并記錄未參與協(xié)作的RRH的發(fā)射功率分配。步驟五：構建非對稱協(xié)作系統(tǒng)。S200：根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)，通過詹森不等式及平均值期望的變換，獲得非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系。非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系可以采用函數(shù)式方式進行表征，其具體公式將在下述內容中展開描述。S300：獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，其中，總能耗包括基帶處理能耗、功率放大器能耗、射頻部分能耗以及額外能耗。非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗主要包括基帶處理能耗Pbb、功率放大器能耗PPA、射頻部分能耗PRF、額外能耗POV四部分，即：Ptotal＝Pbb+PPA+PRF+POV基帶處理能耗Pbb、功率放大器能耗PPA、射頻部分能耗PRF、額外能耗POV四部分可以基于歷史經驗數(shù)據(jù)，或者借助外部儀器設備測量獲得，另外也可以由計算機采用實時計算方式獲取。如圖3所示，在其中一個實施例中，步驟S300包括：S320：獲取TD-LTE電力無線專網的編解碼方式與預編碼方式、非對稱協(xié)作系統(tǒng)中天線數(shù)目以及非對稱協(xié)作系統(tǒng)中活躍終端數(shù)?；赥D-LTE電力無線專網的網絡架構以及相關的預設配置參數(shù)可以獲取TD-LTE電力無線專網的編解碼方式與預編碼方式、非對稱協(xié)作系統(tǒng)中天線數(shù)目以及非對稱協(xié)作系統(tǒng)中活躍終端數(shù)。S340：計算非對稱協(xié)作系統(tǒng)的基帶處理能耗。S360：獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)中功率放大器能耗、射頻部分能耗以及額外能耗。非對稱協(xié)作系統(tǒng)中功率放大器能耗、射頻部分能耗以及額外能耗可以借助外部儀器設備進行測量、采集或者采用實時采集的參數(shù)進行計算。S380：計算非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗。下面將采用嚴謹?shù)臄?shù)學公式，詳細介紹非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗的詳細解釋過程?；鶐幚砟芎腜bb主要包括信號處理編碼能耗Pcodec、解碼能耗Pdecodec以及預編碼能耗Pprecod，即：Pbb＝Pcodec+Pdecodec+Pprecod信號處理編碼能耗Pcodec與解碼能耗Pdecodec由TD-LTE系統(tǒng)的編碼方式決定，如QPSK、16QAM、64QAM等，與協(xié)作天線數(shù)N、活躍終端數(shù)K無關，可視為固定值。Pprecod依賴于具體的預編碼算法且與協(xié)作天線數(shù)N、活躍終端數(shù)K相關。迫零預編碼ZF算法的預編碼能耗為：Pprecod=1ξ·(3K3N+2KN+23K3)]]>式中ξ為單位能耗的浮點運算數(shù)，由信號處理芯片決定，可視為固定值。以迫零預編碼ZF算法為例，迫零預編碼ZF算法基帶處理能耗Pbb為：Pbb=Pcodec+Pdecodec+1ξ·(3K3N+2KN+23K3)]]>功率放大器的能耗為PPAPPA=Σk=1K1ηPA(1-σfeed)||ωkHωk||2]]>對功率放大器能耗計算公式求期望，可得上式中表示期望，當使用迫零預編碼ZF算法時，計算如下||ωkHωk||2=Pk||(hk(hkHhk)-1)Hhk(hkHhk)-1||2=Pk||((hkHhk)-1)HhkHhk(hkHhk)-1||2=Pk||((hkHhk)-1)H||2=Pk·||(hkHhk)-1||2]]>由Wishart(維希特)矩陣分布性質可得，式中，λ是矩陣的特征值，功率放大器能耗PPA可表達為：PPA=KηPA(1-σfeed)·Nρ·1N-1Aλ]]>上式中ηPA＝31.1％，ρ為歸一化發(fā)射功率分配因子；由于采用了集中式TD-LTE部署，RRH的功率放大器安裝位置靠近天線，可以實現(xiàn)自然冷卻σfeed＝0。射頻能耗為PRF。由于已將功率放大器作為能耗元件單獨計算，在給定編碼率等通信參數(shù)的基礎上，射頻部分能耗PRF相對為固定值，具體如下所示。系統(tǒng)開銷的功耗為POV。POV主要考慮三個涉及到供電的子組件，即AC/DC和DC/DC轉換以及冷卻組件，計算公式為POV＝(Pbb+PRF+PPA)×((1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)-1)對于集中式TD-LTE而言，冷卻部分系數(shù)ηcool為10％，供電部分系數(shù)ηdcdc為5％，交直流轉換系數(shù)ηacdc為10％。由公式觀察到，在確定了相關系數(shù)后，對BBU而言，額外能耗POV占基帶處理能耗、功率放大器和射頻能耗總和的固定比例，約為25％。綜上公式可知，當使用迫零預編碼ZF算法時，系統(tǒng)總功耗為：Ptotal=((Pcodec+Pdecodec)+1ξ·(3K3N+2KN+23K3)+KηPA(1-σfeed)·Nρ·1N-1Aλ+PRF)×(1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)]]>S400：根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系以及非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式。基于之前已經獲取的非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系以及獲得的非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，可以直接獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式。以對于迫零ZF預編碼為例，非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率EE具體函數(shù)表達式為：S500：根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，獲得天線數(shù)目最優(yōu)解和發(fā)射功率分配最優(yōu)解。最優(yōu)天線選擇：假設歸一化發(fā)射功率分配因子ρ為常量，由于天線數(shù)目N很大，因此則觀察上述公式，可得maxηEE=K×B×log2(1+1σ2Nρ)((Pcodec+Pdecodec)+1ξ·(3K3N+2KN+23K3)+KηPA(1-σfeed)·ρAλ+PRF)×(1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)=K×B(1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)·log2(1+1σ2ρN)(Pcodec+Pdecodec+23ξK3+KηPA(1-σfeed)·ρAλ+PRF)+3K3+2KξN]]>其滿足形式，進而依據(jù)得到天線數(shù)目的最優(yōu)解為：Nopt=eW(1σ2ρ·((Pcodec+Pdecodec)+1ξ·(3K3N+2KN+23K3)+KηPA(1-σfeed)·ρAλ+PRF)-K×B(1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)·3K3+2Kξ(3K3+2Kξ)e)+1-K×B(1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)1σ2ρ]]>最優(yōu)發(fā)射功率分配：對于已求得的最優(yōu)天線數(shù)Nopt，觀察式上述公式可得maxηEE=K×B×log2(1+1σ2Nρ)((Pcodec+Pdecpdec)+1ξ·(3K3N+2KN+23K3)+KηPA(1-σfeed)·Nρ·1N-1Aλ+PRF)×(1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)=K×B(1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)·log2(1+1σ2Nρ)(Pcodec+Pdecodec)+1ξ·(3K3N+2KN+23K3)+PRF+KηPA(1-σfeed)·NN-1Aλ·ρ]]>其亦滿足形式，進而可依據(jù)得到其最優(yōu)解為：ρopt=eW(1σ2(N·(Pcodec+Pdecpdec)+1ξ·(3K3N+2KN+23K3)+PRF)-K×B(1+ηcool)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)·KηPA(1-σfeed)·NN-1Aλ(KηPA(1-σfeed)·NN-1Aλe))+1-K×B(1+ηcoo1)(1+ηdcdc)(1+ηacdc)1σ2N]]>S600：更新天線數(shù)目為天線數(shù)目最優(yōu)解并更新發(fā)射功率分配為發(fā)射功率分配最優(yōu)解，重復優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，直至最優(yōu)天線數(shù)目與最優(yōu)發(fā)射功率分配均收斂。利用步驟S500求得的最優(yōu)天線數(shù)目Nopt以及最優(yōu)歸一化發(fā)射功率分配因子ρopt代替初始天線數(shù)目N以及歸一化發(fā)射功率分配因子ρ，重復優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，直至最優(yōu)天線數(shù)目Nopt以及最優(yōu)歸一化發(fā)射功率分配因子ρopt均收斂，得到使非對稱協(xié)作系能量效率最優(yōu)的天線數(shù)及發(fā)射功率分配。本發(fā)明TD-LTE電力無線專網能效資源分配方法，根據(jù)TD-LTE電力無線專網的網絡架構與協(xié)作傳輸標志變量，建立非對稱協(xié)作系統(tǒng)，通過詹森不等式及平均值期望的變換，獲得非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，獲得天線數(shù)目最優(yōu)解和發(fā)射功率分配最優(yōu)解，更新天線數(shù)目為天線數(shù)目最優(yōu)解并更新發(fā)射功率分配為發(fā)射功率分配最優(yōu)解，重復優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，直至最優(yōu)天線數(shù)目與最優(yōu)發(fā)射功率分配均收斂。整個過程中，建立適用于TD-LTE電力無線專網中協(xié)作場景的非對稱協(xié)作系統(tǒng)，并提出非對稱協(xié)作傳輸?shù)哪苄зY源分配算法，求解得到最大化系統(tǒng)能量效率的最優(yōu)協(xié)作天線數(shù)以及最優(yōu)發(fā)射功率分配，無需占用過多去程帶寬，能夠顯著提高TD-LTE電力無線專網系統(tǒng)能效。如圖3所示，在其中一個實施例中，步驟S200包括：S220：根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)以及香農公式，計算非對稱協(xié)作系統(tǒng)中終端數(shù)據(jù)速率。由香農公式可得，終端k的可達數(shù)據(jù)速率Ck為：Ck=Blog2(1+||hkHωk||2σ2)]]>式中，σ2為噪聲平均功率。S240：根據(jù)終端數(shù)據(jù)速率，計算非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總吞吐量。非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總吞吐量為：C=Σk=1,n∈ΓkKCk=Σk=1,n∈ΓkKBlog2(1+||hkHωk||2σ2).]]>S260：采用詹森不等式對非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總吞吐量計算方式進行變換并進行平均值期望處理，得到非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界由天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的函數(shù)表達式。以迫零預編碼(ZF，Zero-forcing)算法為例，令預編碼向量ωk為迫零預編碼算法，即滿足：其中為所有參與協(xié)作傳輸?shù)奶炀€向終端k的發(fā)射功率分配。基于迫零預編碼ZF算法的非對稱協(xié)作系統(tǒng)總吞吐量為：C=Σk=1,n∈ΓkKCk=Σk=1,n∈ΓkKBlog2(1+Pkσ2)]]>基于詹森不等式對系統(tǒng)總吞吐量計算方式進行變換，得到了系統(tǒng)吞吐量的下界：式中，表示期望。定義ρ為歸一化的發(fā)射功率分配因子，則發(fā)射功率分配的期望為：將系統(tǒng)吞吐量下界等價變換為活躍終端數(shù)與終端吞吐量的期望值的乘積，在其中一個實施例中，根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，獲得天線數(shù)目最優(yōu)解和發(fā)射功率分配最優(yōu)解的步驟包括：步驟一：獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式。步驟二：定義發(fā)射功率分配為常量，簡化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，求解天線數(shù)目最優(yōu)解的函數(shù)表達式。步驟三：根據(jù)天線數(shù)目最優(yōu)解函數(shù)表達式以及簡化后的非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，求解發(fā)射功率分配最優(yōu)解的函數(shù)表達式。在其中一個實施例中，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗的步驟之前還包括：基于平均值期望變換以及維希特矩陣特性，獲得功率放大器能耗與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系。功率放大器能耗與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系可以采用函數(shù)式形式來表征，其具體函數(shù)式為：PPA=KηPA(1-σfeed)·Nρ·1N-1Aλ]]>其具體計算過程詳見上述內容，在此不再贅述。如圖4所示，一種TD-LTE電力無線專網能效資源分配系統(tǒng)，包括：系統(tǒng)建立模塊100，用于根據(jù)TD-LTE電力無線專網的網絡架構與協(xié)作傳輸標志變量，建立非對稱協(xié)作系統(tǒng)。相對關系獲取模塊200，用于根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)，通過詹森不等式及平均值期望的變換，獲得非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系?？偰芎墨@取模塊300，用于獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，其中，總能耗包括基帶處理能耗、功率放大器能耗、射頻部分能耗以及額外能耗。函數(shù)式獲取模塊400，用于根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系以及非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式。優(yōu)化模塊500，用于根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，獲得天線數(shù)目最優(yōu)解和發(fā)射功率分配最優(yōu)解。更新模塊600，用于更新天線數(shù)目為天線數(shù)目最優(yōu)解并更新發(fā)射功率分配為發(fā)射功率分配最優(yōu)解，重復優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，直至最優(yōu)天線數(shù)目與最優(yōu)發(fā)射功率分配均收斂。本發(fā)明TD-LTE電力無線專網能效資源分配系統(tǒng)，系統(tǒng)建立模塊100根據(jù)TD-LTE電力無線專網的網絡架構與協(xié)作傳輸標志變量，建立非對稱協(xié)作系統(tǒng)，相對關系獲取模塊200通過詹森不等式及平均值期望的變換，獲得非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界與天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的相對關系，總能耗獲取模塊300獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗，函數(shù)式獲取模塊400獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率函數(shù)表達式，優(yōu)化模塊500優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，獲得天線數(shù)目最優(yōu)解和發(fā)射功率分配最優(yōu)解，更新模塊600更新天線數(shù)目為天線數(shù)目最優(yōu)解并更新發(fā)射功率分配為發(fā)射功率分配最優(yōu)解，重復優(yōu)化非對稱協(xié)作系統(tǒng)的能量效率，直至最優(yōu)天線數(shù)目與最優(yōu)發(fā)射功率分配均收斂。整個過程中，建立適用于TD-LTE電力無線專網中協(xié)作場景的非對稱協(xié)作系統(tǒng)，并提出非對稱協(xié)作傳輸?shù)哪苄зY源分配算法，求解得到最大化系統(tǒng)能量效率的最優(yōu)協(xié)作天線數(shù)以及最優(yōu)發(fā)射功率分配，無需占用過多去程帶寬，能夠顯著提高TD-LTE電力無線專網系統(tǒng)能效。在其中一個實施例中，系統(tǒng)建立模塊100包括：架構獲取單元，用于獲取TD-LTE電力無線專網的網絡架構。定義單元。用于定義TD-LTE電力無線專網中協(xié)作傳輸標志變量。識別單元，用于識別TD-LTE電力無線專網非對稱協(xié)作傳輸中參與協(xié)作的RRH和未參與協(xié)作的RRH。記錄單元，用于記錄參與協(xié)作的RRH集合，并記錄未參與協(xié)作的RRH的發(fā)射功率分配。構建單元，用于構建非對稱協(xié)作系統(tǒng)。如圖5所示，在其中一個實施例中，相對關系獲取模塊200包括：第一計算單元220，用于根據(jù)非對稱協(xié)作系統(tǒng)以及香農公式，計算非對稱協(xié)作系統(tǒng)中終端數(shù)據(jù)速率。第二計算單元240，用于根據(jù)終端數(shù)據(jù)速率，計算非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總吞吐量。相對關系獲取單元260，用于采用詹森不等式對非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總吞吐量計算方式進行變換并進行平均值期望處理，得到非對稱協(xié)作系統(tǒng)吞吐量下界由天線數(shù)目和發(fā)射功率分配的函數(shù)表達式。如圖5所示，在其中一個實施例中，總能耗獲取模塊300包括：初始參數(shù)獲取單元320，用于獲取TD-LTE電力無線專網的編解碼方式與預編碼方式、非對稱協(xié)作系統(tǒng)中天線數(shù)目以及非對稱協(xié)作系統(tǒng)中活躍終端數(shù)?；鶐幚砟芎挠嬎銌卧?40，用于計算非對稱協(xié)作系統(tǒng)的基帶處理能耗。能耗獲取單元360，用于獲取非對稱協(xié)作系統(tǒng)中功率放大器能耗、射頻部分能耗以及額外能耗?？偰芎挠嬎銌卧?80，用于計算非對稱協(xié)作系統(tǒng)的總能耗。以上實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。當前第1頁1 2 3