發(fā)布時間：2018-01-01 09:16

  本文關(guān)鍵詞：非對稱雙向中繼系統(tǒng)中的高能效傳輸策略研究　出處：《西安電子科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 雙向中繼 電路能耗 非對稱QoS 能量效率優(yōu)化

【摘要】：隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的逐漸興起,爆炸式增長的移動數(shù)據(jù)流量和海量的設(shè)備連接致使能耗成本不斷上升、生態(tài)環(huán)境日益惡化,綠色通信技術(shù)由此而備受關(guān)注。作為衡量通信系統(tǒng)能耗的綠色指標(biāo),能量效率成為了當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。中繼技術(shù)在IMT-2020移動網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)中起著至關(guān)重要的作用。與傳統(tǒng)中繼技術(shù)相比,采用放大轉(zhuǎn)發(fā)(Amplify and Forward,AF)技術(shù)的雙向中繼(Two Way Relay Channel,TWRC)具有高譜效、易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。隨著終端密度增大、間距減小,電路能耗不斷接近甚至超過發(fā)送能耗,而且會隨著傳輸速率的增加而增加。顯然在傳統(tǒng)短距離傳輸場景中僅考慮發(fā)送能耗的能耗建模是不合理的。因此在考慮傳輸速率相關(guān)的電路能耗模型下,如何在滿足一定非對稱服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service,QoS)的AF-TWRC系統(tǒng)中提高能效是一個亟待解決的問題。針對這個問題,本文主要研究在非對稱TWRC系統(tǒng)中,基于不同信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)、不同能耗和能效模型下的高能效傳輸策略設(shè)計(jì)。主要貢獻(xiàn)如下:(1)針對統(tǒng)計(jì)CSI的AF-TWRC系統(tǒng),建立了與傳輸速率相關(guān)的電路能耗模型,并在滿足總發(fā)送功率和非對稱QoS需求下進(jìn)行最佳能效設(shè)計(jì)。首先,當(dāng)電路能耗建模為傳輸速率凸遞增函數(shù)時,基于統(tǒng)計(jì)CSI提出了能效GPE(Goodbit-Per-Energy)的最大化目標(biāo)問題;然后采用分式規(guī)劃、凸優(yōu)化理論進(jìn)行全面的數(shù)學(xué)分析,得到最佳能效下的發(fā)送功率分配算法。為更好地指導(dǎo)實(shí)際通信系統(tǒng)設(shè)計(jì),給出了當(dāng)電路能耗計(jì)算函數(shù)為傳輸速率線性函數(shù)時最佳能效下的發(fā)送功率分配閉式解。(2)針對瞬時CSI的AF-TWRC系統(tǒng),建立了與傳輸速率相關(guān)的電路能耗模型,并在滿足總發(fā)送功率和非對稱QoS需求下進(jìn)行最佳能效設(shè)計(jì)。首先,當(dāng)電路能耗建模為傳輸速率凸遞增函數(shù)時,基于瞬時CSI提出了能效TBPUE(Transmitted Bits Per Unit Energy)最大化目標(biāo)問題;然后采用雙層優(yōu)化方法、分式規(guī)劃、凸優(yōu)化理論進(jìn)行全面的數(shù)學(xué)分析,得到最佳能效下的發(fā)送功率分配算法。為更好地指導(dǎo)實(shí)際通信系統(tǒng)設(shè)計(jì),給出了當(dāng)電路能耗計(jì)算函數(shù)為傳輸速率線性函數(shù)時最佳能效下的發(fā)送功率分配閉式解。全面的仿真分析檢驗(yàn)了最佳能效設(shè)計(jì)下發(fā)送功率分配算法和方案的正確性與有效性,并研究了中繼位置、發(fā)送功率約束、非對稱速率需求等參數(shù)對系統(tǒng)能效的影響,另外,較等功率分配方案、傳統(tǒng)忽略電路能耗的最佳功率分配方案,本文中提出的最佳發(fā)送功率分配方案能效更高。
[Abstract]:This paper mainly studies the energy consumption model based on different channel state information ( CSI ) and different energy consumption and energy efficiency in asymmetric TWRC system . ( 2 ) For the AF - TWRC system with instantaneous CSI , the circuit energy consumption model related to the transmission rate is established , and the optimal energy efficiency design is carried out under the demand of the total transmission power and the asymmetric QoS . First , when the circuit power consumption is modeled as the transmission rate convex increment function , the transmission power distribution algorithm under the best energy efficiency is obtained based on the instantaneous CSI .

【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5

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本文編號：1363877