本文選題：終端直通 + 節(jié)能��； 參考：《桂林電子科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,隨著智能移動設(shè)備的快速普及,移動數(shù)據(jù)流量需求呈指數(shù)式增長,與此同時(shí)也帶來了更加嚴(yán)重的能量消耗問題。因此,在蜂窩網(wǎng)中引入節(jié)能的終端直通技術(shù),從而在滿足高速率要求的同時(shí)達(dá)到降低能耗的目的是未來無線移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。此外,考慮到先進(jìn)的自干擾消除技術(shù)所帶來的全雙工優(yōu)越性能,以及全雙工與終端直通都具備較低發(fā)射功率需求的最佳匹配,全雙工技術(shù)與終端直通技術(shù)的結(jié)合將變得非常有意義。為此,本文以綠色蜂窩網(wǎng)為背景,以終端直通技術(shù)為研究對象,并結(jié)合先進(jìn)的全雙工技術(shù),探討了全雙工終端直通網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)功率分配問題以最大化系統(tǒng)能量效率。主要研究成果概括如下:蜂窩網(wǎng)中全雙工終端直通鏈路復(fù)用蜂窩鏈路的上行頻帶,并且每個(gè)用戶之間都屬于既合作又競爭的關(guān)系。基于此,我們首先提出了基于非合作博弈理論的功率分配方案,然后在考慮不同的自干擾消除技術(shù)下,通過使用迭代的交替二分法在最小信干噪比和最大傳輸功率的限制條件下最大化系統(tǒng)總能量效率。仿真結(jié)果表明,我們提出的方法可以在較低復(fù)雜度的情況下獲得最優(yōu)的功率分配以提高能量效率。此外,在終端直通用戶間距離較短和自干擾被消除到一定程度時(shí),全雙工模式能夠獲得比半雙工模式更高的能量效率�？紤]到終端直通是短距離直接通信,當(dāng)直通鏈路距離較遠(yuǎn)或者信道質(zhì)量較差時(shí),終端直通用戶往往需要更高的能耗來獲得通信質(zhì)量保證。因此,在全雙工終端直通網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步引入中繼來輔助傳輸,并建立了雙向中繼輔助的全雙工終端直通功率分配的優(yōu)化問題,從而實(shí)現(xiàn)降低全雙工終端直通能耗,進(jìn)一步提高能量效率的目的。根據(jù)優(yōu)化問題的特性,我們將目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)子問題來處理,然后提出了一個(gè)兩層交替迭代的最優(yōu)化方法,在保證最低頻譜效率和最大傳輸功率的限制條件下,對各用戶的發(fā)射功率和中繼用戶的放大增益進(jìn)行最優(yōu)功率分配以最大化系統(tǒng)能量效率。仿真結(jié)果表明,該算法與窮舉搜索的結(jié)果一致,但復(fù)雜度更低。并且中繼位于兩個(gè)全雙工終端直通用戶的中間位置時(shí)可以獲得最高的能量效率。此外,采用較好的自干擾消除技術(shù)能夠使雙向中繼輔助的全雙工終端直通網(wǎng)絡(luò)獲得的能量效率高于相應(yīng)半雙工網(wǎng)絡(luò)獲得的能量效率。本文的研究成果可以為未來5G綠色蜂窩網(wǎng)的建設(shè)提供理論支持,對改善用戶體驗(yàn)以及提高能量效率具有一定的參考意義。
[Abstract]:In recent years, with the rapid popularization of intelligent mobile devices, the demand for mobile data traffic has increased exponentially, and at the same time, it has brought more serious energy consumption problems.Therefore, it is the development trend of wireless mobile communication network in the future to introduce energy-saving terminal pass-through technology to meet the requirements of high speed and to reduce energy consumption at the same time.Taking into account, in addition, the excellent full-duplex performance of advanced self-interference cancellation technologies and the optimal match between full-duplex and terminal pass-through requirements for lower transmission power requirements,The combination of full duplex technology and terminal through technology will become very meaningful.Therefore, this paper takes green cellular network as the background, takes terminal through technology as the research object, and combines the advanced full duplex technology, discusses the optimal power allocation problem of full duplex terminal through network in order to maximize the system energy efficiency.The main research results are summarized as follows: in cellular networks, full-duplex terminal direct link multiplexes the uplink of cellular links, and each user belongs to a cooperative and competitive relationship.Based on this, we first propose a power allocation scheme based on non-cooperative game theory, and then consider different self-interference cancellation techniques.The iterative alternative dichotomy is used to maximize the total energy efficiency of the system under the constraints of the minimum signal-to-noise ratio and the maximum transmission power.Simulation results show that the proposed method can obtain the optimal power allocation with low complexity to improve energy efficiency.In addition, full duplex mode can achieve higher energy efficiency than half-duplex mode when the distance between terminal through users is short and self-interference is eliminated to a certain extent.Considering that the terminal pass-through is short distance direct communication, when the direct link distance is long or the channel quality is poor, the terminal through user often needs higher energy consumption to obtain the communication quality assurance.Therefore, on the basis of full-duplex terminal pass-through network, this paper further introduces relay to assist transmission, and sets up the optimization problem of bi-directional relay assisted full-duplex terminal through power allocation, so as to achieve the reduction of full-duplex terminal pass-through energy consumption.The purpose of further improving energy efficiency.According to the characteristics of the optimization problem, we transform the objective optimization problem into two sub-problems, and then propose a two-layer alternating iterative optimization method, which can guarantee the minimum spectral efficiency and the maximum transmission power.The transmission power of each user and the amplification gain of the relay user are allocated optimally to maximize the energy efficiency of the system.Simulation results show that the algorithm is consistent with exhaustive search results, but its complexity is lower.And the relay can achieve the highest energy efficiency when it is located in the middle position of two full-duplex terminals through the user.In addition, with better self-interference cancellation technology, the energy efficiency of the two-way relay assisted full-duplex terminal pass-through network is higher than that of the corresponding half-duplex network.The research results of this paper can provide theoretical support for the construction of 5G green cellular network in the future and have certain reference significance for improving user experience and improving energy efficiency.
【學(xué)位授予單位】：桂林電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.5

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本文編號：1737127