隨著新一代信息技術的高速發(fā)展,能源消耗日益增加,綠色通信成為大勢所趨。因此,5G的關鍵技術大規(guī)模多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術應運而生。大規(guī)模MIMO技術通過多天線將能量聚集到狹小的空間區(qū)域,降低了對周圍用戶的干擾�；咎幎嗵炀�提高了分集增益,增強了系統(tǒng)魯棒性,且增大了空間自由度,降低了用戶的發(fā)射功率,實現(xiàn)了提升能效(Energy Efficiency,EE)和頻效(Spectral Efficiency,SE)的雙重目標。與此同時,不斷普及的智能設備對于無線通信的速率要求也不斷升高。無線能量傳輸(Wireless Power Transfer,WPT)技術可以收集綠色能源給無線通信設備傳輸能量,提高(難以有線充電或更換電池的)無線設備的使用壽命,并且在無線能量傳輸過程中使用多天線陣列可降低系統(tǒng)的能耗。因此,將無線能量傳輸結合大規(guī)模MIMO系統(tǒng)在提升無線通信穩(wěn)定性的同時順應了綠色通信的發(fā)展趨勢。本文主要研究了無線能量傳輸條件下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化,并得到以下結論。第一,針對WPT條件下大規(guī)模MIMO系統(tǒng),以能效最大化為優(yōu)化目標,聯(lián)合功率信標處總發(fā)射功率、功率分配和無線能量傳輸時間分配,提出了一種WPT條件下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)高效的資源分配算法。該算法具有較好的收斂性,同時較之吞吐量最大算法和保證用戶服務質量(Quality-of-Servicer,QoS)最小功耗算法,該算法能夠在保證用戶服務質量的前提下,達到系統(tǒng)能效最大化的基礎上,實現(xiàn)較高吞吐量和較低總功耗。該算法能夠有效提升基于無線能量傳輸?shù)拇笠?guī)模MIMO系統(tǒng)能效,實現(xiàn)能效和頻效的折中。第二,針對WPT條件下帶有硬件損傷(Hardware Impairments,HWIs)的大規(guī)模MIMO系統(tǒng),聯(lián)合了發(fā)射總功率、功率分配和時間分配,提出了一種WPT條件下帶有HWIs的大規(guī)模MIMO能效最優(yōu)算法。該算法在實現(xiàn)能效最優(yōu)的基礎上,證明了HWIs給WPT條件下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)造成了不可忽視的影響,即功率信標的發(fā)射功率低時,硬件損傷給系統(tǒng)造成的影響小,功率信標發(fā)射功率高時,硬件損傷給系統(tǒng)造成的影響大。該結論適用于實際應用中功率信標發(fā)射功率的設定。
【學位單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

重慶郵電大學碩士學位論文統(tǒng)模型；然后，簡化優(yōu)化變量并且將非凸問題轉化為凸優(yōu)化問題；最后種能效最大化的資源分配算法，表明了硬件損傷給系統(tǒng)性能帶來的不可響。系統(tǒng)模型本章節(jié)的系統(tǒng)模型是在第三章的系統(tǒng)模型基礎上考慮傳感器節(jié)點處存在。功率信標通過無線能量傳輸給傳感器節(jié)點供能，傳感器利用所有從功率收到的能量給基站傳輸信息。此處我們考慮的是 MRC 接收機，因為當基增大時，MRC 接收機能達到近似迫零接收機達到的性能。本章節(jié)考慮的完全已知信道狀態(tài)信息。

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