本文關鍵詞：分布式天線系統(tǒng)中能量有效的發(fā)送技術研究

  更多相關文章： 分布式天線系統(tǒng) 能效優(yōu)化 功率分配 平均能效

【摘要】：隨著人們對無線通信系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)業(yè)務能力的要求越來越高,無線通信系統(tǒng)的能耗也隨之增加。為了響應國家節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略,綠色通信近年來成為研究熱點,一系列新的技術被提出以提高無線通信網(wǎng)絡的能量效率。本文主要研究了在綠色通信領域很有潛力的分布式天線系統(tǒng)以及與之相關的綠色通信技術。首先,本文分別研究了分布式天線系統(tǒng)在單小區(qū)場景與多小區(qū)場景下不同傳輸策略的平均能量效率,并通過仿真分析對比了三種傳輸策略下的系統(tǒng)平均能量效率,它們分別是選擇信道條件最好的1個RAU進行信息的傳輸、選擇信道條件較好的3個RAU進行信息的傳輸以及選擇全部RAU進行信息的傳輸。理論分析和仿真結(jié)果表明：系統(tǒng)的平均能效隨著發(fā)射功率的增加而呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢,這種現(xiàn)象充分揭示了系統(tǒng)平均能效與系統(tǒng)平均容量之間確實存在折衷關系。對于不同的接入策略,在單小區(qū)場景下,系統(tǒng)的平均能效隨著接入RAU數(shù)的增加而降低,而在多小區(qū)場景下,由于相鄰小區(qū)會對當前小區(qū)產(chǎn)生干擾,隨著發(fā)射功率的增加,系統(tǒng)的平均能效反而在接入RAU數(shù)多的情況下更有優(yōu)勢,這為終端根據(jù)不同環(huán)境選擇接入算法的時候提供了一定的理論參考。另外還研究了路徑損耗以及陰影衰落對系統(tǒng)平均能效的影響,從仿真結(jié)果中可以看出,在給定陰影衰落指數(shù)的情況下,系統(tǒng)的平均能效隨著路徑損耗指數(shù)的增加而降低。在不同的傳播環(huán)境下,系統(tǒng)的平均能效隨著陰影衰落指數(shù)的增加而增加。其次,本文研究了分布式天線系統(tǒng)與大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的上行鏈路系統(tǒng)平均能量效率以及小區(qū)邊緣平均能量效率,并對兩種不同架構下的相應能量效率進行了比較。首先我們分別分析推導了分布式天線系統(tǒng)與大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行鏈路的系統(tǒng)平均能量效率和小區(qū)邊緣平均能量效率的閉合數(shù)學表達式,然后根據(jù)分析推導的結(jié)果進行了相應的仿真。理論分析和仿真結(jié)果表明,在相同總天線數(shù)和平均分配功率的情況下,分布式天線系統(tǒng)的系統(tǒng)上行平均能量效率比大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)上行平均能量效率要好,同樣在相同總天線數(shù)和平均分配功率的情況下,分布式天線系統(tǒng)的小區(qū)邊緣平均能效比大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的小區(qū)邊緣平均能效要好,且分布式天線系統(tǒng)的邊緣平均能效優(yōu)勢要更加明顯。因為分布式天線系統(tǒng)的架構縮短了用戶與接入天線間的平均距離。最后,本文研究了單小區(qū)多用戶場景下能效優(yōu)先的功率分配算法。我們首先將該功率分配問題表達成相應的數(shù)學優(yōu)化問題,建立相應的優(yōu)化數(shù)學模型。由于我們所建的數(shù)學優(yōu)化模型并非凸優(yōu)化問題,比較難解決,所以我們將其轉(zhuǎn)化成等效的線性規(guī)劃問題,并用兩個迭代算法進行求解。最后我們通過仿真對該算法進行了驗證,理論分析和仿真結(jié)果表明,該算法能夠?qū)⑾到y(tǒng)的平均能量效率保持在一個較高的水平。
【關鍵詞】：分布式天線系統(tǒng) 能效優(yōu)化 功率分配 平均能效
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 縮略詞9-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀13-15
• 1.2 綠色通信技術研究的背景和意義15-16
• 1.3 國內(nèi)外綠色通信技術的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 論文工作和章節(jié)安排18-21
• 第二章 分布式天線通信系統(tǒng)的基本原理21-35
• 2.1 無線信道特性及數(shù)學模型21-24
• 2.1.1 大尺度衰落21-24
• 2.1.2 小尺度衰落24
• 2.2 分布式天線通信系統(tǒng)工作原理24-27
• 2.2.1 DAS傳輸架構25-27
• 2.3 DAS傳輸模型27-29
• 2.4 分布式天線通信系統(tǒng)下行信道容量分析29-33
• 2.4.1 CSI在接收端已知30
• 2.4.2 CSI在接收端以及發(fā)送端已知30-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 分布式天線系統(tǒng)不同傳輸策略能效研究35-51
• 3.1 能效評價指標35-39
• 3.1.1 組件級能效指標35-37
• 3.1.2 設備級能效指標37-38
• 3.1.3 網(wǎng)絡級能效指標38-39
• 3.2 基站能耗模型39-40
• 3.3 單小區(qū)分布式天線系統(tǒng)不同傳輸策略能效分析及仿真40-44
• 3.4 多小區(qū)分布式天線系統(tǒng)不同傳輸策略能效分析及仿真44-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第四章 分布式天線系統(tǒng)與大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行能效比較51-65
• 4.1 系統(tǒng)模型51-54
• 4.2 系統(tǒng)平均能量效率分析54-58
• 4.2.1 分布式天線系統(tǒng)平均能量效率分析54-56
• 4.2.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)平均能量效率分析56-58
• 4.3 系統(tǒng)小區(qū)邊緣平均能量效率分析58-61
• 4.3.1 分布式天線系統(tǒng)小區(qū)邊緣平均能量效率分析59-60
• 4.3.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)小區(qū)邊緣平均能量效率分析60-61
• 4.4 仿真結(jié)果與分析61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-65
• 第五章 分布式天線系統(tǒng)能效優(yōu)先的功率分配算法研究65-73
• 5.1 系統(tǒng)模型以及能效模型建模65-66
• 5.2 優(yōu)化問題求解及算法設計66-71
• 5.3 仿真結(jié)果與分析71-72
• 5.4 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 致謝75-77
• 參考文獻77-81
• 攻讀碩士學位期間的研究成果81

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本文編號：798386