【摘要】：隨著移動(dòng)通信和智能終端的快速發(fā)展,通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋廣度和深度不斷升級,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的部署密度日益提高,這導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的能量消耗呈爆炸式增長。因此,采取有效的節(jié)能措施來降低通信網(wǎng)絡(luò)的能耗是通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展的重要工作之一�？稍偕茉淳哂袃�(chǔ)量豐富、排放物無污染等優(yōu)點(diǎn),將其引入到通信網(wǎng)絡(luò)中可有效緩解目前對市電的依賴,是通信網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的必然趨勢。但是,如太陽能、風(fēng)能等類型的可再生能源受天氣和地理?xiàng)l件等因素的影響,不能長期穩(wěn)定地供給通信網(wǎng)絡(luò)�；诖�,本文以無線信息和能量協(xié)同傳輸(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,SWIPT)的異構(gòu)小蜂窩網(wǎng)絡(luò)(Heterogeneous Cellular Network,HCN)為例,研究了該網(wǎng)絡(luò)的能效優(yōu)化(Energy Efficiency,EE)問題,同時(shí),還研究了無線信息和能量協(xié)同傳輸?shù)漠悩?gòu)小蜂窩網(wǎng)絡(luò)(SWIPT-HCN)的能量采集效率(Energy Harvesting Efficiency,EHE)問題,并討論了EE和EHE之間的關(guān)系,為未來能量采集通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際部署提供了理論指導(dǎo)。本文具體研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下:1.本文研究了SWIPT-HCN的EE優(yōu)化問題,將最大化系統(tǒng)EE作為優(yōu)化目標(biāo),提出了一種最大化系統(tǒng)EE的功率分配算法。首先對優(yōu)化問題進(jìn)行建模,然后通過數(shù)學(xué)構(gòu)造和變量替換對原問題作等價(jià)轉(zhuǎn)化,最后采用基于拉格朗日乘子的次梯度迭代和二分法得到系統(tǒng)的最優(yōu)EE值。仿真結(jié)果表明,所提算法在最大化系統(tǒng)EE的同時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)快速收斂,且系統(tǒng)EE與用戶QOS門限和能量采集門限之間存在折中。2.本文研究了SWIPT-HCN的EHE問題,將最大化系統(tǒng)的EHE作為優(yōu)化目標(biāo),提出了一種最大化系統(tǒng)EHE的優(yōu)化算法。首先對優(yōu)化問題進(jìn)行建模,然后采用半定松弛(Semi-definite Relaxation,SDR)將原問題轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的凸優(yōu)化問題,最后借助連續(xù)凸逼近(Successive Convex Approximation,SCA)算法求解。仿真結(jié)果表明,在不同的信號干擾和噪聲比(Signal to Interference and Noise Ratio,SINR)、能量采集門限和宏用戶(Macro User,MU)干擾門限下,所提算法在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上顯著提高了SWIPT-HCN的EHE。3.此外,為更加合理地分配SWIPT-HCN的系統(tǒng)資源,本文研究了EE與EHE之間的關(guān)系。首先將最大化系統(tǒng)EE作為優(yōu)化目標(biāo),將EHE作為約束條件,然后采用與前文最大化系統(tǒng)EE相似的方法處理。仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)EE隨著EHE門限的增加而減小,且在不同的EHE門限下,所提算法在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上有效地提升了系統(tǒng)EE。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2763992