【摘 要】
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随着个人无线设备持有量的不断增加以及物联网技术的飞速发展,第五代移动通信系统（Fifth Generation,5G）将面临数据通信量爆炸式增长的问题,这将导致通信系统中的能源成本急剧上升。为了减少5G网络中的能源成本,为基站配备可再生能源（Renewable Energy,RE）产能设备成为一种行之有效的解决方案。同时,得益于智能电网技术的发展,通信运营商的能源决策有了更多的选择空间。然而RE产
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随着个人无线设备持有量的不断增加以及物联网技术的飞速发展,第五代移动通信系统（Fifth Generation,5G）将面临数据通信量爆炸式增长的问题,这将导致通信系统中的能源成本急剧上升。为了减少5G网络中的能源成本,为基站配备可再生能源（Renewable Energy,RE）产能设备成为一种行之有效的解决方案。同时,得益于智能电网技术的发展,通信运营商的能源决策有了更多的选择空间。然而RE产能与基站用户接入都在时间上具有随机性,如何进行通信系统中资源的分配成为亟待解决的问题。为此,本文提出了一个通信侧与供电侧双侧随机的通信系统模型,综合考虑通信侧用户需求的随机性和供电侧新能源产能的随机性,通过用户调度、波束赋形和基站能源决策等方法来降低系统能源成本,提高系统性能,实现绿色通信。论文首先基于用户分布随机和基站供能随机建立了通信侧和供电侧双侧随机的系统模型,分析了基站能源消耗与能源采购成本之间的关系。其次,结合所提两种模型设计了一种用户分配和能源决策的双侧随机模型,提出了基于匹配博弈和凸优化的混合供能算法。算法在保证用户服务质量（Quality of Service,Qo S）的基础上通过优化用户调度和基站购能决策,使系统采购能源成本最小。仿真结果表明,所提算法有效降低了系统的能源花费。最后,考虑到RE产能的不确定性,构建了一个资源受限的多用户多基站异构网络模型,以最大化系统中用户信干噪比之和为目标,提出了一种由线性规划和多目标优化组成的混合优化算法。仿真结果表明,算法在比较基站的RE产能量与储能设备现有存量后,通过优化用户调度和波束赋形提升了系统性能。
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