能量效率已經成為第5代（5G,5th generation）移動通信網絡的關鍵指標之一。隨著未來無線網絡中用戶數(shù)量的劇增以及用戶形態(tài)和業(yè)務需求的變化,能耗的壓力會越來越大。而隨著物聯(lián)網和機器類通訊的發(fā)展,用戶之間的中繼協(xié)作會成為用戶的常態(tài)行為。因此無線中繼技術在未來無線網絡中將會獲得更加廣泛的應用,與中繼系統(tǒng)相關的能效優(yōu)化技術也會具有持久的研究需求。本文關注了中繼系統(tǒng)節(jié)能問題當中的三項基本問題:譜效與能效的關系問題、業(yè)務質量與能效的關系問題,干擾與能效的關系問題。本文將這三項基礎問題分別與無線中繼的三種工作模式相結合:兩跳中繼、增量中繼和雙向中繼,設定了一些未來通信網絡最關注的應用場景,在其中研究解決了若干能效優(yōu)化問題。本文選擇了如下三項內容作為研究點。本文首先研究了一種利用再生能源供電的中繼系統(tǒng)以及相關的能效優(yōu)化方法;提出了一種將可再生能源產生的電能與來自于傳統(tǒng)石化能源的電能相區(qū)分的能效度量準則;基于該準則以及香農公式所描述的能效-譜效的關系,在綜合考慮各節(jié)點設備能耗的基礎上,根據兩跳鏈路之間的速率上的關聯(lián)性和中繼節(jié)點的能量約束,采用凸優(yōu)化方法求解了源節(jié)點能效最優(yōu)的瞬時速率,進而得出... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?５Ｇ網絡中的中繼應用示意圖??

系統(tǒng)［１５］。??２．雙向中繼模型??該模型同樣包含三個節(jié)點，如圖１．２（ｂ）所示，但由兩個源節(jié)點Ｓｐ?Ｓ２和一個??中繼節(jié)點Ｒ構成，并且兩個源節(jié)點均試圖將數(shù)據發(fā)給對方。因此在雙向中繼的??第一跳傳遞中，中繼節(jié)點同時收到兩個源節(jié)點的信號疊加，如，??ＵＫ?—?＼／?－Ｐｓｉ＾Ｓｉ，Ｒ＾Ｓｉ?＋?＼Ｊ?Ｐｓ２＾Ｓ２，ＲｘＳ２?＋?ｎＲ?（１－３）??４??

在很多情況下，由于數(shù)據是雙向交互的，因此中繼節(jié)點需要承擔雙向的??數(shù)據中繼傳輸任務。雙向中繼可以分為四段式、三段式和兩段式共三種模式，??如圖１．３所示［１８］�；灸Ｊ饺匀恢话ㄈ齻�節(jié)點，但是其中有兩個源節(jié)點８六和??ＳＢ通過中繼節(jié)點Ｒ相互傳送數(shù)據。這里我們假定兩個源節(jié)點之間沒有可達的直??接鏈路。如果采用傳統(tǒng)的方式實現(xiàn)雙向中繼，最直接的方案就是令中繼節(jié)點采用??時分或頻分的雙工方式。以時分雙工為例，雙向數(shù)據傳輸需要經過如圖１．３（ａ）所??示的四個階段，ｇ卩，ＳＡ４Ｒ４ＳＢ和ＳＢ４Ｒ?—?ＳＡ共４個時隙的信號傳遞。而??三階段模式則利用了網絡編碼，如圖１．３（ｂ）所示，即兩個源節(jié)點各自獨立地將信??號傳遞到中繼節(jié)點，而中繼節(jié)點在對信號解碼后，采用網絡編碼的方式將兩者合??并，如通過異或的方法合并，并將之在第三階段廣播出去，節(jié)點Ａ、Ｂ在接收到??廣播信號后進行解碼并根據自身所發(fā)信息來對所需信號進行解碼。??而目前狹義上的雙向中繼則更多地指兩階段的中繼技術，即如圖１．３（ｃ）所??示


本文編號：3363143