基于折中能量獲取的5G通信小區選擇方法

施 明

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

能量獲取作為一種新興技術，允許基站從一些可再生能源中收集能量，具有降低能耗且有效減少碳排放量的優點。在用戶規模不斷擴大的背景下，蜂窩移動逐漸從單一架構發展成異構網絡。將能量獲取應用于5G通信小區選擇，能夠實現資源的有效分配，滿足用戶需求。

1 5G通信小區選擇方法

1.1 制定5G通信資源分配方案

制定5G通信資源分配方案，需要從通信小區的周邊環境中收集可用能源并且將能源轉換為相應的電能。通信小區的蜂窩基站由多個蜂窩用戶組成，以多組微蜂窩網絡為出發點，蜂窩用戶和微蜂窩用戶都是以隨機的狀態分布在所屬基站周邊。5G通信的多輸入和單輸出問題通過分布式能量有效波束得到解決，以授權輔助接入的方式使用非授權頻譜，根據其對能量效率的影響降低能源消耗。避免通信小區之間出現節點干擾的關鍵在于對空間和時間的資源利用，通過管理通信節點的底層節點和測量信息以及周邊通信節點的策略信息等，將現有的資源以通信小區蜂窩基站為中心進行資源分配[1]。提取通信節點的資源管理和決策信息，確定各個基站的資源分配比例，根據反饋結果進行資源的動態調整和配置。對通信小區內的節點建立多維度干擾關系，在資源配置時避開互有干擾的節點，從而制定出5G通信資源分配的最佳方案。

1.2 提取折中能量獲取技術特征

使用折中能量獲取技術來獲取可再生能源，實現蜂窩網絡的供電功能。在可再生能源中獲取折中能量，通過無線能量傳遞的方式延長無線通信終端的使用時間。同時將多種能源進行有效整合，以實現多種能源混合供電[2]。在異構蜂窩網絡的運行過程中，混合能源供電的蜂窩網絡與供電基站可能會出現能量供給不適配的現象。針對折中能量獲取技術的動態變化特性，對可再生能源的分布特征進行計算，公式如下：

式中：Mj為能源調整參數，(n+1)為分布階段，F為折中能量獲取的動態參數，n為可再生能源的動態系數，K是通信節點的取值范圍。經過多次迭代后，F=1，n>3，得出控制可再生能源的分布式特點，即Mj不能以分布階段改變的方式穩定可再生能源的時域性。根據給定的初始值，最終通過重復計算的方式可以得出動態特征信息。

1.3 搭建5G通信小區選擇平臺

5G通信小區選擇平臺的離不開折中能量獲取技術的應用。在5G網絡架構下，將通信小區的數據管理和數據控制引入業務傳輸功能[3]。針對通信小區的網絡節點映射問題，根據蜂窩網絡基站的信號強度等信息改善無規則部署方式，避免信號干擾源復雜和電源負荷分布不均等現象，逐漸減少以通信小區信號強度作為主要依據的情況[4]。5G通信小區的平臺搭建，還需充分考慮無線網絡的信號質量和節點性能等條件限制，根據小區用戶的歷史信息，結合集中式資源分配和分散式資源分配，充分發揮折中能量獲取技術的作用。此外，通信小區內的通信業務還受給定功率的影響，對蜂窩基站已有的信號裝置進行集成效果控制，促使通信節點之間的獨立運行滿足5G通信的高效傳輸、信息擴展以及靈活運動等要求，完成5G通信小區選擇平臺的搭建[5]。

2 實驗分析

2.1 實驗準備

選取兩種傳統通信小區選擇方法與本文選擇方法進行對比，實驗參數設置如表1所示。

表1 通信小區選擇方法實驗參數

根據上述參數準備進行實驗，以得到5G通信小區選擇方法的實驗結果。

2.2 實驗結果

實驗結果如表2所示。

表2 實驗結果

實驗結果表明，本文選擇方法比傳統選擇方法的資源分配率提高了3.4%～7.5%，證明該選擇方法更加有效。

3 結 論

本文通過具體可行的方法設計出新的基于折中能量獲取的5G通信小區選擇方法，擴大了能量獲取技術的應用范圍，提高了資源分配率，可以在一定程度上推動5G通信領域的發展。