[发明专利]一种混合能源供电的OFDM系统功率分配方法

权利要求书

1.一种混合能源供电的OFDM系统功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、初始化OFDM系统的发射功率矩阵；将主要能源作为第一能源，将辅助能源作为第二能源；其中第二能源为来自自然环境的能源；

S2、获取OFDM的时域接收信号；获取每个OFDM符号长度的第二能源收集量；

S3、对OFDM的时域接收信号进行离散傅里叶变换，获取在接收端的每个OFDM符号的子载波；

S4、根据当前发射功率矩阵获取对应的ICI功率，进而获取每个OFDM符号长度中每个子载波所对应的信道瞬时比特速率；

S5、根据第二能源收集量、总限制功率和目标传输比特数获取当前OFDM符号长度所对应的发射功率矩阵；

S6、判断当前每个信道瞬时比特速率是否符合阈值条件，若是则进入步骤S7，否则返回步骤S4；

S7、根据当前发射功率矩阵获取当前所需能量，并根据第二能源收集量获取蓄电池的电量；判断蓄电池电量是否大于当前所需能量，若是则完全采用蓄电池供电，否则获取能量缺口，并采用第一能源补充该能量缺口，完成混合能源供电的OFDM系统功率分配；

步骤S4的具体方法为：

根据公式：

获取当前OFDM信号的第n个子载波对应的ICI功率进而得到每个OFDM信号的每个子载波对应的ICI功率；其中E{·}表示期望；ite表示迭代次数，ite＝0表示初始状态；P_i^ite为第ite次迭代下的当前OFDM符号内的第i个子载波对应的发射功率；J₀为第一类零阶贝塞尔函数；f_max为OFDM系统的最大多普勒频移；T_sys为当前OFDM符号周期；

根据公式：

获取第ite次迭代下第m个OFDM符号长度中第n个子载波对应的信道的瞬时比特速率进而得到每个OFDM符号长度中每个信道瞬时比特速率；其中为第ite次迭代下第m个OFDM符号长度中第n个子载波对应的ICI功率；

步骤S5的具体方法为：

对于第m个OFDM符号长度，根据公式：

获取中间参数Q，对中间参数Q求导即得到第m个OFDM符号长度所对应的子载波发射功率，通过固定当前OFDM符号长度所对应的子载波发射功率更新下一个子载波的ICI功率，进而更新中间参数Q，对更新后的中间参数Q求导即可得到所有OFDM符号长度对应的发射功率矩阵；其中λ_m,i、μ_m,i、γ_m,i、η_m,i、α_m,n和β_m,n均为拉格朗日乘子；P_m,n为当前迭代下第m个OFDM符号长度中第n个子载波对应的发射功率；为第m个OFDM符号长度中第n个子载波发射时消耗的第一能源功率；E_m为第m个OFDM符号长度中第二能源收集量；E_max为蓄电池的容量；为第m个OFDM符号周期；P_total为总限制功率；B_m,n为第m个OFDM符号长度中第n个子载波对应的目标传输比特数。

2.根据权利要求1所述的混合能源供电的OFDM系统功率分配方法，其特征在于，所述步骤S1中初始化OFDM系统的发射功率矩阵的具体方法为：

将OFDM系统中每个OFDM符号上的每个子载波的发射功率矩阵均初始化为[1,1,...,1]^T；其中[·]^T为矩阵的转置；将迭代次数ite初始化为0。

3.根据权利要求1所述的混合能源供电的OFDM系统功率分配方法，其特征在于，所述步骤S2中获取OFDM的时域接收信号的具体方法为：

根据公式：

-L≤k≤N-1

获取OFDM在k时刻的时域接收信号y(k)，进而得到每个OFDM符号长度中所有时刻的时域接收信号；其中h(k,l)为第l条路径在第k时刻的信道信息；L是信道路径数；w(k)为第k时刻的均值为0、单位方差为1的加性高斯白噪声；d_n为第n子载波的频域发射信号；N为子载波总数；e为自然常数；j为虚数单位；π为圆周率。