文 献 综 述
1 引言
随着社会的发展和时代的进步，人们对通信的需求越来越多，使得原来以短信、语音为主的通信业务扩展到视频聊天、移动电视、数字视频、娱乐游戏等高速数据传输业务。移动无线通信不受时间和地点限制，可随时随地接入互联网的优势，使其在信息通信系统中占据着重要的位置[1]。目前，第四代移动通信系统(4th Generation, 4G)和各种智能终端从各方面改变着人们的生活方式[2]。4G以2010年提出的长期演进增强系统(Long Term Evolution-Advanced, LTE-A)为主要代表[1]，重点针对移动通信网络对更高传输速率的需求。第五代移动通信系统(5th Generation, 5G)的相关概念也在2012-2013相继提出，国际电信联盟(International Telecommunication Union, ITU)于2014年年初，提出了面向5G的工作计划“IMT-2020”，用来推动5G在世界范围内的工作进程，并于2014年10月确定了5G的标准化工作表[3,4]。作为面向未来的新一代通信系统，5G已然成为国内外研究的热点。
然而，伴随着移动通信的飞速发展，产生的能耗问题也越来越严重。据统计，信息通信技术ICT(Information and Communication Technology, ICT)耗电量在各类能量消耗中所占的比重越来越大。从全球范围来看，目前ICT总耗电量大约占全球耗电总量的8%，而且呈不断上升的趋势[5]。每年我国通信行业消耗的电量约为200亿度[6]。随着第五代移动通信的发展，这个数字仍将会不断增大。但是，现在的移动通信系统大多数是以提高系统的吞吐量为主要目的，而非以节约能量消耗为主导。为了实现可持续发展，绿色节能传输技术包括超密集组网部署(Ultra Dense Network, UDN)、分布式天线系统(Distributed Antenna Systems, DAS)、大规模多输入多输出(Multiple Input Multi Output, MIMO)等等注重低能耗和节能传输的技术方案将成为更加热门的研究方向。能量采集(Energy Harvesting, EH)作为一门新兴的技术，如果能应用到分布式天线系统中，则可以充分地利用自然界的可再生能源，有效地缓解电网连接与有限能量供应的问题[8]。
本文第1节介绍了课题的研究背景和意义；第2节阐述了能量采集技术的相关概念，介绍了两种常见的能量到达模型和两种能量采集架构；第3节概述了绿色通信的一些关键技术，介绍了若干节能传输方式和能效度量标准；第4节详细介绍了分布式MIMO系统，并指出了目前分布式MIMO系统能量效率、功率分配研究的现状及面临的挑战；第5节对全文进行总结，并提出展望。
2 能量采集技术
2.1 能量采集技术概述
近些年，随着石化燃料和不可再生资源的大量消耗，人们的目光再次聚焦到可再生能源研究上[7]。而无线传感器网技术迅猛发展，使得学术界更加重视对能量采集技术的研究。所谓的“能量采集”、“自供电(Self-powered)”或者“能量收集(Energy Scavenge)”都是指将环境中除电能以外的其他形式能源（例如太阳能、风能、热能、生化能、电池能等）转换成电能，为应用系统中的电子设备供电[8]。将能量采集技术应用到通信系统上，在新兴的能量采集网络中[9]，带有可采集能量装置和可充电能量装置的无线设备可以从外界环境中采集可再生能源）进行通信[10]。但是由于能量采集的随机性和间歇性，很难保证通信系统的稳定以及提供持续的服务质量(Quality of Service, QoS)需求[11]。
2.2 能量到达模型
能源的到达可以建模为如下两种马尔科夫模型[12]：静态马尔科夫模型、归一化马尔科夫模型。
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