多樣化、無處不在的通信需求和智能互聯(lián)設(shè)備的大量增加,不僅加劇了可用頻譜資源短缺的危機(jī),還引發(fā)了巨大的能源需求問題和環(huán)境污染問題。能量效率也因此逐漸成為衡量無線通信性能的一個(gè)重要指標(biāo)。大規(guī)模MIMO認(rèn)知無線電系統(tǒng)集成了認(rèn)知技術(shù)和大規(guī)模MIMO技術(shù)在頻譜效率和能量效率上的優(yōu)勢,不僅可以實(shí)現(xiàn)對授權(quán)頻譜空、時(shí)、頻多維度上的高度復(fù)用,還可以充分利用大規(guī)模MIMO空間維度上的資源,以此迎合未來爆炸式增長的業(yè)務(wù)需求并緩解由此帶來的各種壓力。功率控制技術(shù)則被認(rèn)為是能夠充分挖掘大規(guī)模MIMO認(rèn)知系統(tǒng)上述潛力的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此,如何有效地調(diào)整認(rèn)知用戶間的發(fā)射功率,在保證主用戶通信和認(rèn)知用戶通信正常運(yùn)行的前提下獲得高的系統(tǒng)能量效率,已經(jīng)成為該系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一。本文從降低發(fā)射功率和通過優(yōu)化用戶發(fā)射功率最大化能量效率兩個(gè)角度出發(fā),結(jié)合考慮認(rèn)知用戶間的公平性問題以及非完美信道狀態(tài)下信道估計(jì)誤差對系統(tǒng)能效性能的影響,對大規(guī)模MIMO認(rèn)知系統(tǒng)下的功率優(yōu)化算法展開了系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新成果描述如下:1.為了降低認(rèn)知用戶的發(fā)射功率消耗,提出了一種基于非合作博弈的帶有自適應(yīng)功率閾值機(jī)制的功率控制算法�？紤]到大... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：133 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 認(rèn)知無線電技術(shù)
    1.3 大規(guī)模MIMO技術(shù)
    1.4 認(rèn)知功率控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 認(rèn)知功率控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 現(xiàn)存的開放性問題
    1.5 論文主要工作及結(jié)構(gòu)安排
第二章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的通信模型和相關(guān)優(yōu)化理論
    2.1 引言
    2.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的通信模型
    2.3 博弈論
        2.3.1 博弈論的基本要素
        2.3.2 納什均衡
    2.4 凸優(yōu)化
        2.4.1 基本概念和相關(guān)性質(zhì)
        2.4.2 凸優(yōu)化問題
        2.4.3 拉格朗日對偶理論
        2.4.4 KKT條件
    2.5 分式規(guī)劃
        2.5.1 基本概念
        2.5.2 相關(guān)性質(zhì)
    2.6 序貫凸近似
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于非合作博弈的帶有自適應(yīng)功率閾值機(jī)制的功率控制算法
    3.1 引言
    3.2 大規(guī)模MIMO認(rèn)知系統(tǒng)模型
    3.3 算法設(shè)計(jì)
        3.3.1 博弈問題描述
        3.3.2 功率控制算法
    3.4 仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 完美信道狀態(tài)下高能效的功率控制算法
    4.1 引言
    4.2 完美信道狀態(tài)下的系統(tǒng)模型和優(yōu)化問題描述
        4.2.1 通信模型
        4.2.2 能耗模型
        4.2.3 能量效率優(yōu)化問題描述
    4.3 完美信道狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)能量效率優(yōu)化問題
        4.3.1 分式規(guī)劃求解最大的網(wǎng)絡(luò)能量效率
        4.3.2 序貫凸近似求解相應(yīng)的最優(yōu)發(fā)射功率
        4.3.3 算法復(fù)雜度分析
    4.4 完美信道狀態(tài)下公平性能量效率優(yōu)化問題
        4.4.1 分式規(guī)劃求解最大的公平性能量效率
        4.4.2 序貫凸近似求解相應(yīng)的最優(yōu)發(fā)射功率
        4.4.3 算法復(fù)雜度分析
    4.5 仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 非完美信道狀態(tài)下高能效的聯(lián)合功率分配算法
    5.1 引言
    5.2 非完美信道狀態(tài)下公平性能效最大化的聯(lián)合功率迭代算法
        5.2.1 非完美信道狀態(tài)下的系統(tǒng)模型
        5.2.2 公平性能效最大化問題描述
        5.2.3 公平性能效最大化問題的等價(jià)變換
        5.2.4 拉格朗日對偶方法求解全局最優(yōu)的聯(lián)合功率分配策略
        5.2.5 仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    5.3 非完美信道狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)能效最大化的聯(lián)合功率分配算法
        5.3.1 非完美信道狀態(tài)下的系統(tǒng)模型
        5.3.2 網(wǎng)絡(luò)能效最大化問題描述
        5.3.3 網(wǎng)絡(luò)能效最大化問題的近似變換
        5.3.4 凹分式規(guī)劃求解本地最優(yōu)的聯(lián)合功率分配策略
        5.3.5 仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文完成的主要工作
    6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄 1 命題3.1的證明
    附錄 2 定理4.2的證明
    附錄 3 命題5.1的證明
    附錄 4 命題5.2的證明
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]大規(guī)模MIMO關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J]. 張中山,王興,張成勇,呂少波.  中國科學(xué):信息科學(xué). 2015(09)
[2]5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,鄔賀銓.  中國科學(xué):信息科學(xué). 2014(05)
[3]基于非合作博弈論的認(rèn)知無線電功率控制算法（英文）[J]. 趙軍輝,楊濤,貢毅,王嬌,付雷.  中國通信. 2013(11)
[4]認(rèn)知無線電中基于非合作博弈的功率分配方法[J]. 楊春剛,李建東,李維英,陳東,陳丹.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(01)

博士論文
[1]大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)中信號(hào)干擾抑制及系統(tǒng)性能研究[D]. 周志超.北京交通大學(xué) 2017
[2]面向5G的大規(guī)模MIMO無線傳輸技術(shù)研究[D]. 張琦.南京郵電大學(xué) 2015
[3]綠色無線通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能指標(biāo)的相互制約機(jī)理研究[D]. 李渝舟.西安電子科技大學(xué) 2015
[4]譜效和能效優(yōu)化的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)資源分配技術(shù)[D]. 王亮.西安電子科技大學(xué) 2015
[5]認(rèn)知無線電系統(tǒng)的功率控制問題研究[D]. 陳玲玲.吉林大學(xué) 2015
[6]大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[D]. 迪迪（Mohammed Teeti）.華中科技大學(xué) 2015

碩士論文
[1]Massive MIMO通信系統(tǒng)中信道估計(jì)技術(shù)研究[D]. 謝建超.南京郵電大學(xué) 2016
[2]大規(guī)模天線系統(tǒng)功率控制方法研究[D]. 張家典.東南大學(xué) 2016
[3]大規(guī)模天線系統(tǒng)用戶功率控制與導(dǎo)頻調(diào)度[D]. 岳思思.山東大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3466422