混合供电发射机的功率分配及调度算法

doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2016.06.002

西安电子科技大学学报

混合供电发射机的功率分配及调度算法

刘迪迪1,2;林基明3,4;王俊义3,5;陈小徽3;张文辉3

(1. 西安电子科技大学通信工程学院，陕西西安 710071;
2. 广西师范大学广西多源信息挖掘与安全重点实验室，广西桂林 541004;
3. 桂林电子科技大学广西信息科学实验室，广西桂林 541004;
4. 广西高校卫星导航与位置感知重点实验室，广西桂林 541004;
5. 广西密码学组信息安全重点实验室，广西桂林 541004)

收稿日期:2015-11-09 出版日期:2016-12-20 发布日期:2017-01-19
通讯作者: 王俊义(1977-)，男，副教授，博士
作者简介:刘迪迪(1980-)，女，副教授，西安电子科技大学博士研究生，E-mail: ldd866@mailbox.gxnu.edu.cn．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61261017，61571143)；广西自然科学基金资助项目(2014GXNSFAA118387, 2013GXNSFAA019334)；教育部重点实验室2015年开放基金资助项目(CRKL150206，CRKL150204)；广西教育厅资助项目(YB2014121); 广西多源信息挖掘与安全重点实验室开放基金资助项目(MIMS14-06)

Power allocation and transmission scheduling for a transmitter with hybrid energy sources

LIU Didi1,2;LIN Jiming3,4;WANG Junyi3,5;CHEN Xiaohui3;ZHANG Wenhui3

(1. School of Telecommunications Engineering, Xidian Univ., Xi'an 710071, China;
2. Guangxi Key Lab. of Multi-source Information Mining ＆ Security, Guangxi Normal Univ., Guilin 541004, China;
3. Guangxi Experiment Center of Information Science, Guilin 541004, China;
4. Guangxi Colleges and Univ. Key Lab. of Satellite Navigation and Position Sensing, Guilin 541004, China;
5. Guangxi Key Lab. of Cryptography and Information Security, Guilin Univ. of Electronic Technology, Guilin 541004, China)

Received:2015-11-09 Online:2016-12-20 Published:2017-01-19

摘要/Abstract

摘要：

针对由固定电网和能量收集器混合供电的无线通信下行链路，研究在能量收集过程、数据到达过程以及衰落信道统计分布均未知的情况下发射机的动态功率分配及传输调度问题，目的是最小化发射机从固定电网消耗的平均电量，即提高收集的能量的利用效率．研究基于Lyapunov的优化方法，提出了一种低复杂度的动态功率分配以及多用户之间的传输调度算法，保证各数据队列稳定且等待时延不超过用户时延要求的条件下，使发射机从固定电源消耗的平均电量趋于最小值．仿真对比表明，该算法的性能优于其他两种贪婪算法

关键词: 能量收集, 混合电源供电, 功率分配, 传输调度, Lyapunov优化

Abstract:

The problem of dynamic power allocation and transmission scheduling for a transmitter powered by hybrid energy sources (combination of power grid and energy harvesters) is studied. The goal is to minimize the time average energy consumed from the power grid, that is, to improve the utilization efficiency of the energy harvested by the harvesters under the condition of unknowing statistical distribution of the energy harvesting process, data arrival process and fading channel state. An efficient dynamic power allocation and transmission scheduling algorithm is proposed based on Lyapunov optimization, and the algorithm is simple to operate due to its low complexity. Using the proposed algorithm the power consumed by the transmitter from the power grid can be close to the minimum arbitrarily under all data queues stability, and meanwhile the algorithm guarantees that data queues cannot exceed the maximum delay. Simulation results indicate that the proposed algorithm has a better performance than other two simple algorithms.

Key words: energy harvesting, hybrid energy sources, power allocation, transmission scheduling, Lyapunov optimization

刘迪迪;林基明;王俊义;陈小徽;张文辉. 混合供电发射机的功率分配及调度算法[J]. 西安电子科技大学学报, 2016, 43(6): 8-14.

LIU Didi;LIN Jiming;WANG Junyi;CHEN Xiaohui;ZHANG Wenhui. Power allocation and transmission scheduling for a transmitter with hybrid energy sources[J]. Journal of Xidian University, 2016, 43(6): 8-14.

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