基于多维效用函数的多基站运行成本优化方法

来源：电子测量技术杂志2024年第3期北京时间：

作者：韩东升，武霏云，宁晨

单位：1.华北电力大学电子与通信工程系 保定 071003; 2.华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室 保定 071003

摘要：现有移动通信系统出现业务量迅猛增长现象，为缓解增长的基站负荷带来的基站功耗，移动通信系统中为基站配备了可再生能源产能设备。如何实现通信系统信息流与能量流匹配，完成通信业务与基站可再生能源储备的精确配对，更加充分的利用通信系统内可再生能源，是下一步优化通信系统网络性能并降低系统运行成本的关键。为此，本文构建了一个多维效用函数，该函数联合考虑了用户的接受信干噪比、可再生能源利用与基站负载3种因素。通过将求解多基站系统运行成本最小化问题转化为多维效用函数效用值最大化问题，对多基站系统进行优化，并实现系统运行成本最小化。问题转化后为一个混合整数非线性优化的非凸问题。为求解该问题本文提出了多维效用函数迭代优化算法，将该问题拆分为用户调度、功率分配与基站负载均衡3个子问题，通过采用交替优化和连续凸近似技术对问题进行迭代求解。仿真结果表明，相比于最大SINR关联优化算法与“最大SINR+可再生能源利用”优化算法，本文算法在可再生能源利用率方面分别提升了58.68%和29.74%，且系统总费用一直维持在较低水平，具备显著优势。

关键词：多基站协作;可再生能源;多维效用函数;负载均衡;用户关联

基金资助：河北省省级科技计划（SZX2020034）项目资助