刘畅相关成果介绍①：让能量采集基站省电又不掉线到底该怎么调度

让能量采集基站省电又不掉线到底该怎么调度

一、研究背景与问题提出

这篇论文关心的是一个很现实的网络运营问题：如果异构网络里的部分基站开始接入太阳能或风能这类可再生能源，运营方到底该怎样安排发射功率和电池用电，才能既省电费又不让用户掉线。作者注意到，能量采集基站并不是接上绿电就万事大吉，因为可再生能源到得不稳定，而用户业务负载和市电价格也会跟着时间变化。

因此，论文真正想回答的不是“能不能用能量采集”，而是“在异构网络里怎么用才划算”。具体说，就是怎样一边控制异构网络中各类基站的发射功率，一边安排电池储能的使用节奏，在保证用户服务质量的前提下降低整体用电成本。

二、核心方法与关键机制

作者把问题拆成两个连续子任务。第一步先在异构网络层面优化发射功率，通过格点模型和中断约束处理方法，找出满足服务质量要求的功率配置；第二步再在时间维度上调度能量采集基站的储能使用，让电池在市电便宜和昂贵的不同时段发挥不同作用。

其中最关键的机制，是把网络侧的功率优化和能源侧的储能调度连接起来，再用非线性模型预测控制去做滚动决策。换句话说，系统不是只看某一个时刻怎么最省电，而是持续预测后续能量到达和负载变化，让能量采集基站保留一部分电量以应对更贵的未来时段。

三、实验结果与结论

论文的核心结论是，在异构网络中同时控制发射功率和储能使用，确实能显著降低能量采集基站的市电成本，而且这种收益在面对时变电价和时变负载时仍然成立。

作者通过多个案例比较说明，单纯让基站随收随用并不是最优做法。更有效的策略是根据未来电价和负载预留电池能量，这也证明非线性模型预测控制在这类跨时段调度问题上比静态规则更适合。

论文核心结果图：不同时间窗口设置下，能量采集基站功率调度效果与成本变化的结果图。

四、研究价值与启示

这篇论文的价值，在于它把绿色通信里的“省电”问题真正落到了可操作的调度层面。它没有停留在可再生能源能否接入网络的概念层，而是进一步讨论异构网络中的能量采集基站应该如何联动功率控制与储能管理。

它带来的启示也很明确，就是未来绿色无线网络不能只盯着单点节能，而要把电价、储能、负载和服务质量一起放进统一决策框架。只有这样，能量采集基站才可能从示范性部署走向真正可持续的网络运营方案。

作者介绍

刘畅，广东工业大学信息工程学院教授、硕士生导师、通信工程系系主任，广东省“珠江人才计划”青年拔尖人才。主要研究方向包括车联网安全策略研究、车联网边缘智能以及无线通信网络设计与优化，聚焦车联网缓存优化、边缘智能与智能通信系统等问题。

ORCID：0000-0002-2827-1019

DOI：10.1016/j.phycom.2015.03.001