[发明专利]一种混合能源供电的OFDM系统功率分配方法

说明书

本发明公开了一种混合能源供电的OFDM系统功率分配方法，其包括以下步骤：初始化OFDM系统的发射功率矩阵；获取OFDM的时域接收信号；获取在接收端的子载波及对应的ICI功率；获取每个信道瞬时比特速率；获取当前OFDM符号长度所对应的发射功率矩阵；根据当前发射功率矩阵获取当前所需能量和蓄电池的电量；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。本发明考虑高移动性下ICI的影响来调整信号发射的功率，在最大限度的节约电网能源的同时，既满足了基本的通信需求，又有助于降低不必要二氧化碳排放。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种混合能源供电的OFDM系统功率分配方法。

背景技术

随着科技发展和生活水平提高，人们的远距离高移动性的生活需要的增长推动了移动无线通信的信息速率的需求快速增长，同时第五代移动通信技术也成为国内外移动通信领域的研究热点。OFDM技术由于具有频谱利用率高、非对称高速数据传输和抗多径干扰能力强，已经是4G的核心技术，同样也是5G所重点关注的技术之一。高速铁路由于具有运送能力大、速度快等优点使得国家对高速铁路重视程度加大，而且中国发达的高速铁路网对中国经济社会发展有着重要促进作用。然而高移动性产生的多普勒效应使得发生载波频偏，而OFDM技术对载波频偏非常敏感，同时高移动性使信道条件变差，误码率提高从而会严重降低传输效率。

在未考虑高移动性OFDM场景的功率分配问题时，信号的频率会随着速度而改变，产生多普勒频移，其会严重影响各个子载波之间的正交性，产生严重的载波间串扰(ICI)，并进而影响信噪比，增加误码率。这造成了信道条件变差，误码率提高，从而降低了传输效率。

通信网络的快速发展在满足人们通信需求的同时，通信设备也快速增加，能耗加大。而无线能源损耗到达了该行业能耗的80％，此外随着通信用户人数的不断增加，每个网络节点的能耗也随之增加，使得通信的成本不断提高。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种混合能源供电的OFDM系统功率分配方法解决了现有OFDM系统功率分配不合理，且耗能高的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种混合能源供电的OFDM系统功率分配方法，其包括以下步骤：

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；

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。

进一步地，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。