作為第五代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,Massive MIMO技術(shù)通過在基站端配置超大規(guī)模天線陣列,來提高系統(tǒng)容量和頻譜效率。然而,隨著基站數(shù)量及天線規(guī)模的不斷增大,能源消耗總量和二氧化碳排放量也在不斷增加。結(jié)合能量采集技術(shù),發(fā)展綠色通信已成為移動通信發(fā)展的必然趨勢。本文將能量采集技術(shù)應(yīng)用到Massive MIMO系統(tǒng)中,采用采集能量和電網(wǎng)相結(jié)合的混合能量供應(yīng)方式為基站供電。分析了Massive MIMO下行鏈路的系統(tǒng)容量和功耗模型,在考慮電池容量限制的前提下,建立了以最大化系統(tǒng)能效為目標、以發(fā)射功率和電路功率為變量的優(yōu)化問題,并提出了兩種不同情況下的功率分配算法,分別為:(1)離線情況:在假設(shè)已知完整信道狀態(tài)信息和能量采集過程的前提下,將能效最大化問題建模為分數(shù)規(guī)劃問題,結(jié)合Dinkelbach算法和Lagrange對偶法,提出一種迭代的離線功率分配算法,求解出最優(yōu)的功率分配方案。仿真結(jié)果表明,該算法具有較快的收斂速度,且與現(xiàn)有的平均功率分配算法相比,系統(tǒng)能效提高了4bit/J。(2)在線情況:在已知信道狀態(tài)信息和能量采集統(tǒng)計特性的基礎(chǔ)上,本文提出了兩種更加符合實際情況的在線功率分配...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
2 具有能量采集的Massive MIMO系統(tǒng)理論基礎(chǔ)
    2.1 MIMO系統(tǒng)
        2.1.1 單用戶MIMO系統(tǒng)
        2.1.2 多用戶MIMO系統(tǒng)
        2.1.3 Massive MIMO系統(tǒng)
    2.2 能量采集技術(shù)
        2.2.1 能量采集原理
        2.2.2 能量采集模型
        2.2.3 能量采集架構(gòu)
    2.3 功率分配相關(guān)數(shù)學理論
        2.3.1 Lagrange對偶理論
        2.3.2 KKT條件
        2.3.3 分數(shù)規(guī)劃理論
    2.4 本章小結(jié)
3 Massive MIMO系統(tǒng)離線功率分配算法
    3.1 系統(tǒng)模型
        3.1.1 信道模型
        3.1.2 能量采集模型
        3.1.3 功耗模型
    3.2 離線功率分配算法
        3.2.1 問題建模
        3.2.2 問題求解
        3.2.3 計算復雜度分析
    3.3 仿真結(jié)果與分析
    3.4 本章小結(jié)
4 Massive MIMO系統(tǒng)在線功率分配算法
    4.1 能量采集及信道變化模型
    4.2 基于馬爾科夫鏈的在線功率分配算法
        4.2.1 基于非齊次馬爾科夫鏈的能量預測模型
        4.2.2 基于馬爾科夫鏈的信道預測模型
        4.2.3 算法概述
    4.3 基于定時檢測的在線功率分配算法
        4.3.1 問題建模
        4.3.2 問題求解
        4.3.3 計算復雜度分析
    4.4 仿真結(jié)果與分析
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3835690