基于極化信號(hào)處理的蜂窩網(wǎng)絡(luò)能效優(yōu)化技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-19 06:42
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展,未來(lái)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的能耗也會(huì)持續(xù)增加,經(jīng)由綠色通信實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。另外,國(guó)際電信聯(lián)盟在其5G愿景中也提出了 5G網(wǎng)絡(luò)能效提升100倍的發(fā)展目標(biāo)。傳統(tǒng)的能效優(yōu)化技術(shù)利用時(shí)域、頻域、空域等多個(gè)維度的無(wú)線(xiàn)資源提升蜂窩網(wǎng)絡(luò)的能量效率。事實(shí)上,除了上述維度的無(wú)線(xiàn)資源之外,作為信號(hào)固有屬性的極化域資源也是一種可以利用的重要資源。面對(duì)著綠色可持續(xù)的發(fā)展目標(biāo)與高能耗之間的突出矛盾,極化信號(hào)處理技術(shù)可以成為提升蜂窩網(wǎng)絡(luò)能量效率的有效手段。論文選題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于認(rèn)知與極化信號(hào)處理的功放節(jié)能研究”(項(xiàng)目編號(hào):61271177)。論文針對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中非線(xiàn)性功放的高能耗、射頻鏈路大量部署導(dǎo)致的高能耗、以及如何高效利用干擾信號(hào)功率等多個(gè)限制能效提升的關(guān)鍵問(wèn)題,挖掘極化信號(hào)處理方法在對(duì)抗功放非線(xiàn)性、減少所需射頻鏈路數(shù)目、以及控制矢量信號(hào)接收強(qiáng)度等方面的性能優(yōu)勢(shì),并探索極化域資源與其他維度無(wú)線(xiàn)資源協(xié)同處理的可行性,提出了一系列基于極化信號(hào)處理的能效優(yōu)化新理論和新方法。論文的具體研究工作如下:(1)對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中...
【文章來(lái)源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:143 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1?IMT-2020與IMT-advanced關(guān)鍵性能對(duì)比??目前,學(xué)術(shù)界已經(jīng)對(duì)高能效通信方案開(kāi)展了充分的研究
massive?MIMO系統(tǒng)模型。其次,將所提算法分為上行導(dǎo)頻估計(jì)、下行完整CSI??恢復(fù)與極化空間聯(lián)合預(yù)編碼方案設(shè)計(jì)三部分,并研究該算法的理論性能。然后,??對(duì)該算法下系統(tǒng)的可達(dá)速率與能量效率進(jìn)行了表征。最后,由仿真結(jié)果證明所提??算法的性能優(yōu)勢(shì),即該算法能夠利用有限的基站端天線(xiàn)接收導(dǎo)頻信號(hào),并據(jù)此估??計(jì)完整的信道狀態(tài)信息,從而在不損失天線(xiàn)陣列增益的前提下減少massive??MIMO系統(tǒng)中所需的射頻鏈路數(shù)目,有效提升massive?MIMO系統(tǒng)的能量效率。??第五章針對(duì)如何高效利用干擾信號(hào)功率的問(wèn)題,提出了基于變極化接收的信??息能量同傳系統(tǒng)能效優(yōu)化算法。本章首先對(duì)SWIPT系統(tǒng)進(jìn)行了建模,并針對(duì)ID??用戶(hù)與EH用戶(hù)分別建立了能量效率優(yōu)化模型與能量轉(zhuǎn)換效率優(yōu)化模型。其次針??對(duì)ID用戶(hù)與EH用戶(hù)分別設(shè)計(jì)了不同的變極化接收策略。然后利用Dinkelbach??算法對(duì)所提的非凸優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)化和求解,并探討兩類(lèi)優(yōu)化模型之間的折中??關(guān)系。最后,通過(guò)理論分析和仿真驗(yàn)證,表明所提算法可以通過(guò)優(yōu)化SWIPT系??統(tǒng)中的資源利用率,顯著提升SWIPT系統(tǒng)能效。??第六章對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容和科研成果進(jìn)行了歸納與整理,在總結(jié)本文的研究??工作中的不足之處的基礎(chǔ)上,對(duì)基于極化信號(hào)處理的能效優(yōu)化技術(shù)的未來(lái)研究方??向進(jìn)行了展望。??
球可以對(duì)矢量信號(hào)的極化狀態(tài)進(jìn)行有效表征,每一個(gè)極化狀Poincare球上唯一的一個(gè)點(diǎn)。在由Stokes矢量中的免、盡2與爾坐標(biāo)系中,矢量信號(hào)E的極化狀態(tài)P可以看做是半徑為&上卡爾坐標(biāo)。因?yàn)闃O化狀態(tài)P可以用極化相位描述子&?表示,示的Poincare球中,2/表示向量0尸與&軸正半軸之間的夾角面與平面之間的二面角的平面角。??意極化狀態(tài)的產(chǎn)生與接收??化基本概念及其表征方式可以發(fā)現(xiàn),極化狀態(tài)可以由正交極化相位差唯一確定,通過(guò)調(diào)整這兩個(gè)參數(shù)的取值就可以在理論上態(tài)。而在實(shí)際中無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中,生成極化狀態(tài)的方式包括調(diào)的硬件變極化[118]以及基于虛擬極化自適應(yīng)(Virtual?PolarVPA)技術(shù)的數(shù)字域變極化[119]等等。??整天線(xiàn)的天饋系統(tǒng)產(chǎn)生極化狀態(tài)的基本設(shè)計(jì)思想是通過(guò)改變?cè)诮o定方向上的極化狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)任意極化狀態(tài)的產(chǎn)生。常
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Polarization Oblique Projection Based Self-Interference Cancellation against PA Nonlinear Distortion in MIMO Full Duplex System[J]. Wen Zhao,Chunyan Feng,Fangfang Liu,Caili Guo. 中國(guó)通信. 2016(11)
[2]基于快速變極化的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電頻譜感知算法[J]. 劉芳芳,馮春燕,郭彩麗,魏冬. 電子與信息學(xué)報(bào). 2012(03)
博士論文
[1]基于資源分配的密集小區(qū)網(wǎng)絡(luò)能效優(yōu)化研究[D]. 吳世娥.北京郵電大學(xué) 2017
[2]基于極化信號(hào)處理的射頻功放能效優(yōu)化研究[D]. 魏冬.北京郵電大學(xué) 2013
[3]光纖偏振態(tài)的高速控制與偏振編碼通信[D]. 李政勇.北京交通大學(xué) 2009
[4]多載波通信系統(tǒng)中的峰值平均功率比抑制技術(shù)研究[D]. 張琛.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]極化調(diào)制信號(hào)的交叉極化鑒別度(XPD)補(bǔ)償算法研究[D]. 苑津津.北京郵電大學(xué) 2017
[2]去極化信道中的自適應(yīng)極化調(diào)制研究[D]. 楊光偉.北京郵電大學(xué) 2015
[3]基站智能節(jié)電技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的研究與應(yīng)用[D]. 劉碩豪.上海交通大學(xué) 2012
[4]降雨環(huán)境中Ka頻段數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能研究[D]. 張栓曉.西安電子科技大學(xué) 2010
本文編號(hào):3543947
【文章來(lái)源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:143 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1-1?IMT-2020與IMT-advanced關(guān)鍵性能對(duì)比??目前,學(xué)術(shù)界已經(jīng)對(duì)高能效通信方案開(kāi)展了充分的研究
massive?MIMO系統(tǒng)模型。其次,將所提算法分為上行導(dǎo)頻估計(jì)、下行完整CSI??恢復(fù)與極化空間聯(lián)合預(yù)編碼方案設(shè)計(jì)三部分,并研究該算法的理論性能。然后,??對(duì)該算法下系統(tǒng)的可達(dá)速率與能量效率進(jìn)行了表征。最后,由仿真結(jié)果證明所提??算法的性能優(yōu)勢(shì),即該算法能夠利用有限的基站端天線(xiàn)接收導(dǎo)頻信號(hào),并據(jù)此估??計(jì)完整的信道狀態(tài)信息,從而在不損失天線(xiàn)陣列增益的前提下減少massive??MIMO系統(tǒng)中所需的射頻鏈路數(shù)目,有效提升massive?MIMO系統(tǒng)的能量效率。??第五章針對(duì)如何高效利用干擾信號(hào)功率的問(wèn)題,提出了基于變極化接收的信??息能量同傳系統(tǒng)能效優(yōu)化算法。本章首先對(duì)SWIPT系統(tǒng)進(jìn)行了建模,并針對(duì)ID??用戶(hù)與EH用戶(hù)分別建立了能量效率優(yōu)化模型與能量轉(zhuǎn)換效率優(yōu)化模型。其次針??對(duì)ID用戶(hù)與EH用戶(hù)分別設(shè)計(jì)了不同的變極化接收策略。然后利用Dinkelbach??算法對(duì)所提的非凸優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)化和求解,并探討兩類(lèi)優(yōu)化模型之間的折中??關(guān)系。最后,通過(guò)理論分析和仿真驗(yàn)證,表明所提算法可以通過(guò)優(yōu)化SWIPT系??統(tǒng)中的資源利用率,顯著提升SWIPT系統(tǒng)能效。??第六章對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容和科研成果進(jìn)行了歸納與整理,在總結(jié)本文的研究??工作中的不足之處的基礎(chǔ)上,對(duì)基于極化信號(hào)處理的能效優(yōu)化技術(shù)的未來(lái)研究方??向進(jìn)行了展望。??
球可以對(duì)矢量信號(hào)的極化狀態(tài)進(jìn)行有效表征,每一個(gè)極化狀Poincare球上唯一的一個(gè)點(diǎn)。在由Stokes矢量中的免、盡2與爾坐標(biāo)系中,矢量信號(hào)E的極化狀態(tài)P可以看做是半徑為&上卡爾坐標(biāo)。因?yàn)闃O化狀態(tài)P可以用極化相位描述子&?表示,示的Poincare球中,2/表示向量0尸與&軸正半軸之間的夾角面與平面之間的二面角的平面角。??意極化狀態(tài)的產(chǎn)生與接收??化基本概念及其表征方式可以發(fā)現(xiàn),極化狀態(tài)可以由正交極化相位差唯一確定,通過(guò)調(diào)整這兩個(gè)參數(shù)的取值就可以在理論上態(tài)。而在實(shí)際中無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中,生成極化狀態(tài)的方式包括調(diào)的硬件變極化[118]以及基于虛擬極化自適應(yīng)(Virtual?PolarVPA)技術(shù)的數(shù)字域變極化[119]等等。??整天線(xiàn)的天饋系統(tǒng)產(chǎn)生極化狀態(tài)的基本設(shè)計(jì)思想是通過(guò)改變?cè)诮o定方向上的極化狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)任意極化狀態(tài)的產(chǎn)生。常
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Polarization Oblique Projection Based Self-Interference Cancellation against PA Nonlinear Distortion in MIMO Full Duplex System[J]. Wen Zhao,Chunyan Feng,Fangfang Liu,Caili Guo. 中國(guó)通信. 2016(11)
[2]基于快速變極化的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電頻譜感知算法[J]. 劉芳芳,馮春燕,郭彩麗,魏冬. 電子與信息學(xué)報(bào). 2012(03)
博士論文
[1]基于資源分配的密集小區(qū)網(wǎng)絡(luò)能效優(yōu)化研究[D]. 吳世娥.北京郵電大學(xué) 2017
[2]基于極化信號(hào)處理的射頻功放能效優(yōu)化研究[D]. 魏冬.北京郵電大學(xué) 2013
[3]光纖偏振態(tài)的高速控制與偏振編碼通信[D]. 李政勇.北京交通大學(xué) 2009
[4]多載波通信系統(tǒng)中的峰值平均功率比抑制技術(shù)研究[D]. 張琛.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]極化調(diào)制信號(hào)的交叉極化鑒別度(XPD)補(bǔ)償算法研究[D]. 苑津津.北京郵電大學(xué) 2017
[2]去極化信道中的自適應(yīng)極化調(diào)制研究[D]. 楊光偉.北京郵電大學(xué) 2015
[3]基站智能節(jié)電技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的研究與應(yīng)用[D]. 劉碩豪.上海交通大學(xué) 2012
[4]降雨環(huán)境中Ka頻段數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能研究[D]. 張栓曉.西安電子科技大學(xué) 2010
本文編號(hào):3543947
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