可再生能源供电的蜂窝网络：能量场建模与网络覆盖

利用风能和太阳能等可再生能源为无线接入网络供电，有望大幅降低网络运营成本和网络碳足迹。然而，能量场的空间变化会导致供给网络的功率波动，从而影响其覆盖范围。这促使人们研究量化上述负面影响及对策技术，这也正是本文的动机所在。首先，提出了一种新颖的能量场模型，其中固定的最大能量强度 $\gamma$ 出现在称为能量中心的泊松分布位置上。强度从中心随距离平方呈指数衰减函数下降，任意位置的能量强度由最近能量中心的衰减强度给出。能量中心密度与衰减函数指数率的乘积（记为 $\psi$）被证明决定了能量场分布。接下来，本文考虑了一个从能量场收集能量供电的蜂窝下行链路网络，并分析了其网络覆盖。对于收集器与基站 (BSs) 部署在同一站点的情况，随着 $\gamma$ 增加，移动用户中断概率被证明按 $(c \gamma^{-\pi\psi}+p)$ 缩放，其中 $p$ 是对应平坦能量场的中断概率，$c$ 为常数。随后，提出了一种通过空间平均来对抗能量随机性的简单方案。具体而言，分布式收集器以簇状部署，同一簇产生的能量被聚合后重新分配给基站。随着簇尺寸的增加，供给每个基站的功率被证明收敛于一个与每基站收集器数量成正比的常数。