动态光无线通信网络中面向能效的预测性与主动性功率分配
信号处理
2025-05-06 v1
摘要
受数据流量指数级增长和射频网络局限性的驱动，光无线通信已成为实现高数据速率通信的一种有前景的解决方案。然而，由用户移动性和时变用户需求导致的OWC环境固有的动态特性，对增强和可持续的性能构成了重大挑战。能效是下一代无线网络可持续运行的关键指标。在动态OWC环境中，尤其是在时变的用户分布和异构的服务需求下，实现高能效仍然是一项复杂的任务。在本工作中，我们构建了一个动态OWC中的离散时间能效优化问题，旨在通过确定用户连接和功率分配来最大化能效。由于用户关联和功率分配变量在离散时隙上的耦合，实时求解该问题的计算量很大。因此，我们提出了一个概率需求预测与优化功率分配框架，该框架预测用户的到达、离开和流量需求。基于这些预测，该框架主动确定接入点-用户关联，并使用基于拉格朗日的优化策略动态分配功率。仿真结果表明，所提出的PDP-OPA框架显著提升了系统性能，提供了接近最优解的方案。与基于距离的用户关联和均匀功率分配相比，该框架提高了能效、总速率和误码率，验证了其在动态OWC系统中进行实时和自适应资源管理的有效性。
引用
@article{arxiv.2505.01916,
title = {Predictive and Proactive Power Allocation For Energy Efficiency in Dynamic OWC Networks},
author = {Walter Zibusiso Ncube and Ahmad Adnan Qidan and Taisir El-Gorashi and Jaafar M. H. Elmirghani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01916},
year = {2025}
}