本文關(guān)鍵詞：分布式天線系統(tǒng)中能效優(yōu)化的技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 分布式天線系統(tǒng) 能效 最優(yōu)化 功率分配算法 位置部署

【摘要】：隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們在獲得高速率、高質(zhì)量、多業(yè)務(wù)服務(wù)的同時,通信系統(tǒng)的能量消耗也急劇增加,這促進了以降低系統(tǒng)能耗、提高系統(tǒng)能效為目標(biāo)的綠色通信技術(shù)發(fā)展。分布式天線系統(tǒng)作為綠色通信的重要組成部分,以其部署靈活、用戶平均接入距離短、能耗低等優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注,本文著重研究在分布式天線系統(tǒng)下能效最優(yōu)的功率分配算法以及DA部署問題。為了對后面章節(jié)奠定必要的理論基礎(chǔ),本文首先介紹了移動通信系統(tǒng)的無線信道理論,包括大尺度衰落和小尺度衰落。于此同時,對分布式天線系統(tǒng)的傳輸架構(gòu)以及下行鏈路容量進行分析,介紹了常用的能效評價指標(biāo)以及能耗模型。本文對單用戶場景下分布式天線系統(tǒng)的能效進行了分析。根據(jù)約束條件建立能效最優(yōu)的優(yōu)化問題,為了解決該問題,本文引入相關(guān)引理和定理,將原優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一個兩步優(yōu)化求解過程。首先得到最優(yōu)的天線數(shù),最后通過Lambert函數(shù)計算能效最優(yōu)所對應(yīng)的分配功率。同時,與其他文章中所提的基于迭代求解Lambert函數(shù)算法進行計算復(fù)雜度比較。本文所提算法可以和計算機窮搜算法保持相同的能效性能,同時可以明顯降低計算復(fù)雜度。本文對混合用戶分布式天線系統(tǒng)場景下的DA部署問題進行了研究。不同用戶采用不同的功率加權(quán)因子加以區(qū)分,根據(jù)用戶的分布建立關(guān)于DA位置的優(yōu)化問題。為了更好地求解該問題,本文將最小均方距離準(zhǔn)則推廣至最小加權(quán)均方距離準(zhǔn)則,從而得到關(guān)于DA位置優(yōu)化的凸問題。最后,求得DA位置在極坐標(biāo)系下的閉式解。于此同時,對其能效進行分析,證明存在唯一的功率分配使得上述情況下的系統(tǒng)能效達到最優(yōu)。仿真表明,本文得到的解在能效水平上和窮搜接近,優(yōu)于等功率分配算法。本文對混合用戶分布式天線系統(tǒng)場景下的功率分配進行了分析。不同于位置優(yōu)化時的用戶,這時用戶有著不同的最小速率需求。本文首先根據(jù)用戶的最小速率需求建立能效最大化的優(yōu)化問題,由于其目標(biāo)函數(shù)非凸性,本文引入了分式規(guī)劃及其相關(guān)引理對目標(biāo)函數(shù)進行等效轉(zhuǎn)化。通過求解轉(zhuǎn)化問題在其對偶域的解可以得到一個迭代功率分配算法,該算法被證明能夠收斂到最優(yōu)能效。收斂性通過仿真得到進一步驗證,同時該算法在能效上優(yōu)于傳統(tǒng)的速率自適應(yīng)算法。
【關(guān)鍵詞】：分布式天線系統(tǒng) 能效 最優(yōu)化 功率分配算法 位置部署
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 縮略詞12-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.2 綠色通信研究背景與意義16-17
• 1.3 國內(nèi)外綠色通信研究綜述17-18
• 1.4 論文研究工作和章節(jié)安排18-20
• 第二章 分布式天線系統(tǒng)基本原理20-36
• 2.1 引言20
• 2.2 無線信道理論20-27
• 2.2.1 大尺度衰落20-24
• 2.2.2 小尺度衰落24-27
• 2.3 分布式天線系統(tǒng)架構(gòu)27-32
• 2.3.1 分布式天線系統(tǒng)的傳輸模型27-28
• 2.3.2 分布式天線系統(tǒng)的下行鏈路容量28-32
• 2.4 能效評價指標(biāo)及能耗模型32-35
• 2.4.1 能效評價指標(biāo)32-33
• 2.4.2 能耗模型33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 能效最優(yōu)的低復(fù)雜度功率分配研究36-52
• 3.1 引言36
• 3.2 SU-DAS的網(wǎng)絡(luò)模型36-38
• 3.2.1 速率模型36-37
• 3.2.2 能耗模型37-38
• 3.3 能效最優(yōu)的功率分配38-48
• 3.3.1 優(yōu)化問題的建立38
• 3.3.2 優(yōu)化問題的分析與求解138-44
• 3.3.3 優(yōu)化問題的分析與求解244-47
• 3.3.4 算法總結(jié)及復(fù)雜度分析47-48
• 3.4 仿真結(jié)果與分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 混合用戶分布DAS下的天線部署研究52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 系統(tǒng)模型52-54
• 4.3 DA位置部署分析54-59
• 4.3.1 位置優(yōu)化問題的建立54
• 4.3.2 均方距離準(zhǔn)則54-56
• 4.3.3 加權(quán)均方距離準(zhǔn)則56
• 4.3.4 優(yōu)化問題的分析求解56-58
• 4.3.5 能效分析58-59
• 4.4 仿真實驗及結(jié)果分析59-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第五章 混合用戶速率DAS下的功率分配研究66-78
• 5.1 引言66
• 5.2 系統(tǒng)模型66-68
• 5.3 優(yōu)化問題求解與算法設(shè)計68-74
• 5.3.1 優(yōu)化問題分析68-71
• 5.3.2 優(yōu)化問題求解71-73
• 5.3.3 算法設(shè)計73-74
• 5.4 仿真實驗及結(jié)果分析74-76
• 5.5 本章小結(jié)76-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 論文內(nèi)容總結(jié)78-79
• 6.2 未來研究展望79-80
• 致謝80-82
• 作者簡介82-84
• 參考文獻84-88

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