大規(guī)模MIMO技術(shù)作為5G關(guān)鍵技術(shù),能夠有效地提升無線通信系統(tǒng)的頻譜效率和能量效率。針對(duì)大規(guī)模MIMO技術(shù)能效研究大都只考慮單天線用戶與現(xiàn)實(shí)不符;大規(guī)模MIMO與D2D共存網(wǎng)絡(luò)下定義的能效只考慮蜂窩端的問題,本文分別對(duì)多天線多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的能效問題和大規(guī)模MIMO與D2D共存網(wǎng)絡(luò)的能效問題進(jìn)行了研究,具體內(nèi)容如下:1.提出一種基于雙天線用戶的多天線多用戶上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效最優(yōu)的資源分配算法。該算法針對(duì)當(dāng)前大規(guī)模MIMO能效的研究主要集中在單天線用戶的場(chǎng)景而未考慮現(xiàn)實(shí)中多天線終端設(shè)備已得到普及的問題,在采用迫零接收的同時(shí)考慮了用戶終端續(xù)航問題和用戶服務(wù)質(zhì)量(QoS)的要求,即在滿足用戶最高發(fā)射功率和用戶最低通信速率的條件下,將分式目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為減式目標(biāo)函數(shù),先通過拉格朗日數(shù)學(xué)方法得出用戶的每根天線的最優(yōu)發(fā)射功率,再由二分法聯(lián)合調(diào)配基站端激活的天線數(shù)目來優(yōu)化系統(tǒng)能效,使之接近窮舉算法得到的最優(yōu)值,并降低求取能效最優(yōu)的算法復(fù)雜度。仿真結(jié)果表明,所提算法能夠以較低的迭代次數(shù)達(dá)到接近最優(yōu)能效的效果。2.提出一種大規(guī)模MIMO與D2D共存網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能效優(yōu)化方法。針對(duì)現(xiàn)有大規(guī)模MIMO與D2D共存系統(tǒng)能效研究中只將系統(tǒng)能效定義為蜂窩用戶和速率與蜂窩功耗之比的問題,該方法加入了D2D鏈路的和速率和功耗,建立了新的能效模型,在采用最大比合并接收的同時(shí)考慮D2D鏈路用戶的最低速率要求與大規(guī)模MIMO蜂窩中用戶的速率要求,研究了聯(lián)合蜂窩基站端與用戶端并和D2D鏈路以能量效率最優(yōu)為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化,先對(duì)基站端的天線數(shù)目進(jìn)行優(yōu)化得最優(yōu)值,再由此確立蜂窩用戶的發(fā)射功率,最后調(diào)控D2D鏈路用戶發(fā)射功率來優(yōu)化系統(tǒng)能效,使整個(gè)共存系統(tǒng)能量效率達(dá)到最優(yōu)。仿真結(jié)果表明,在所建立的能效模型下,系統(tǒng)能效得到了有效地提升。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN919.3
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 課題的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大規(guī)模MIMO能量效率的研究
        1.2.2 大規(guī)模MIMO與 D2D共存系統(tǒng)能效研究
    1.3 論文主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)理論及能效優(yōu)化方法介紹
    2.1 傳統(tǒng)MIMO技術(shù)概述
        2.1.1 單用戶MIMO技術(shù)
        2.1.2 多用戶MIMO技術(shù)
        2.1.3 MIMO技術(shù)的應(yīng)用
    2.2 大規(guī)模MIMO技術(shù)概述
        2.2.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)系統(tǒng)
        2.2.2 大規(guī)模MIMO技術(shù)優(yōu)勢(shì)與問題
    2.3 大規(guī)模MIMO能效優(yōu)化方法
        2.3.1 大規(guī)模MIMO能效的定義
        2.3.2 分式凸優(yōu)化方法
        2.3.3 天線選擇的優(yōu)化方法
        2.3.4 預(yù)編碼與功率分配的優(yōu)化方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 雙天線多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效資源分配算法
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型構(gòu)建
        3.2.1 系統(tǒng)模型及用戶可達(dá)速率
        3.2.2 功耗模型及能效目標(biāo)函數(shù)
    3.3 能效資源分配算法描述
        3.3.1 目標(biāo)能效凸優(yōu)化證明
        3.3.2 聯(lián)合優(yōu)化迭代算法
    3.4 仿真及結(jié)果分析
        3.4.1 仿真模型與參數(shù)
        3.4.2 結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 大規(guī)模MIMO與 D2D共存系統(tǒng)能效資源分配算法
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型構(gòu)建
        4.2.1 系統(tǒng)模型
        4.2.2 用戶可達(dá)速率及中斷概率
        4.2.3 共存混合系統(tǒng)功耗模型
    4.3 目標(biāo)函數(shù)及能效優(yōu)化分析
        4.3.1 目標(biāo)函數(shù)
        4.3.2 優(yōu)化方法
    4.4 仿真及結(jié)果分析
        4.4.1 仿真模型與參數(shù)
        4.4.2 結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)束語
    5.1 論文工作總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果

【參考文獻(xiàn)】

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1 張中山;王興;張成勇;呂少波;;大規(guī)模MIMO關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J];中國(guó)科學(xué):信息科學(xué);2015年09期

2 胡瑩;黃永明;俞菲;楊綠溪;;多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效資源分配算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2015年09期

3 趙國(guó)鋒;陳婧;韓遠(yuǎn)兵;徐川;;5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)綜述[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

4 胡瑩;冀保峰;黃永明;俞菲;楊綠溪;;基于上行多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化算法[J];通信學(xué)報(bào);2015年01期

5 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;鄔賀銓;;5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)[J];中國(guó)科學(xué):信息科學(xué);2014年05期

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4 陸瑩;能效優(yōu)化的大規(guī)模MIMO無線傳輸技術(shù)[D];東南大學(xué);2016年

5 萬情;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行鏈路天線選擇研究[D];重慶大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2864559