分布式天线系统中能量有效的发送技术研究

发布时间：2017-09-05 14:03

  本文关键词：分布式天线系统中能量有效的发送技术研究

  更多相关文章： 分布式天线系统 能效优化 功率分配 平均能效

【摘要】：随着人们对无线通信系统提供数据业务能力的要求越来越高,无线通信系统的能耗也随之增加。为了响应国家节能减排发展战略,绿色通信近年来成为研究热点,一系列新的技术被提出以提高无线通信网络的能量效率。本文主要研究了在绿色通信领域很有潜力的分布式天线系统以及与之相关的绿色通信技术。首先,本文分别研究了分布式天线系统在单小区场景与多小区场景下不同传输策略的平均能量效率,并通过仿真分析对比了三种传输策略下的系统平均能量效率,它们分别是选择信道条件最好的1个RAU进行信息的传输、选择信道条件较好的3个RAU进行信息的传输以及选择全部RAU进行信息的传输。理论分析和仿真结果表明：系统的平均能效随着发射功率的增加而呈现先增加后降低的变化趋势,这种现象充分揭示了系统平均能效与系统平均容量之间确实存在折衷关系。对于不同的接入策略,在单小区场景下,系统的平均能效随着接入RAU数的增加而降低,而在多小区场景下,由于相邻小区会对当前小区产生干扰,随着发射功率的增加,系统的平均能效反而在接入RAU数多的情况下更有优势,这为终端根据不同环境选择接入算法的时候提供了一定的理论参考。另外还研究了路径损耗以及阴影衰落对系统平均能效的影响,从仿真结果中可以看出,在给定阴影衰落指数的情况下,系统的平均能效随着路径损耗指数的增加而降低。在不同的传播环境下,系统的平均能效随着阴影衰落指数的增加而增加。其次,本文研究了分布式天线系统与大规模MIMO系统的上行链路系统平均能量效率以及小区边缘平均能量效率,并对两种不同架构下的相应能量效率进行了比较。首先我们分别分析推导了分布式天线系统与大规模MIMO系统上行链路的系统平均能量效率和小区边缘平均能量效率的闭合数学表达式,然后根据分析推导的结果进行了相应的仿真。理论分析和仿真结果表明,在相同总天线数和平均分配功率的情况下,分布式天线系统的系统上行平均能量效率比大规模MIMO系统的系统上行平均能量效率要好,同样在相同总天线数和平均分配功率的情况下,分布式天线系统的小区边缘平均能效比大规模MIMO系统的小区边缘平均能效要好,且分布式天线系统的边缘平均能效优势要更加明显。因为分布式天线系统的架构缩短了用户与接入天线间的平均距离。最后,本文研究了单小区多用户场景下能效优先的功率分配算法。我们首先将该功率分配问题表达成相应的数学优化问题,建立相应的优化数学模型。由于我们所建的数学优化模型并非凸优化问题,比较难解决,所以我们将其转化成等效的线性规划问题,并用两个迭代算法进行求解。最后我们通过仿真对该算法进行了验证,理论分析和仿真结果表明,该算法能够将系统的平均能量效率保持在一个较高的水平。
【关键词】：分布式天线系统 能效优化 功率分配 平均能效
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 缩略词9-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 移动通信系统的发展及现状13-15
• 1.2 绿色通信技术研究的背景和意义15-16
• 1.3 国内外绿色通信技术的研究现状16-18
• 1.4 论文工作和章节安排18-21
• 第二章 分布式天线通信系统的基本原理21-35
• 2.1 无线信道特性及数学模型21-24
• 2.1.1 大尺度衰落21-24
• 2.1.2 小尺度衰落24
• 2.2 分布式天线通信系统工作原理24-27
• 2.2.1 DAS传输架构25-27
• 2.3 DAS传输模型27-29
• 2.4 分布式天线通信系统下行信道容量分析29-33
• 2.4.1 CSI在接收端已知30
• 2.4.2 CSI在接收端以及发送端已知30-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 分布式天线系统不同传输策略能效研究35-51
• 3.1 能效评价指标35-39
• 3.1.1 组件级能效指标35-37
• 3.1.2 设备级能效指标37-38
• 3.1.3 网络级能效指标38-39
• 3.2 基站能耗模型39-40
• 3.3 单小区分布式天线系统不同传输策略能效分析及仿真40-44
• 3.4 多小区分布式天线系统不同传输策略能效分析及仿真44-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第四章 分布式天线系统与大规模MIMO系统上行能效比较51-65
• 4.1 系统模型51-54
• 4.2 系统平均能量效率分析54-58
• 4.2.1 分布式天线系统平均能量效率分析54-56
• 4.2.2 大规模MIMO系统平均能量效率分析56-58
• 4.3 系统小区边缘平均能量效率分析58-61
• 4.3.1 分布式天线系统小区边缘平均能量效率分析59-60
• 4.3.2 大规模MIMO系统小区边缘平均能量效率分析60-61
• 4.4 仿真结果与分析61-62
• 4.5 本章小结62-65
• 第五章 分布式天线系统能效优先的功率分配算法研究65-73
• 5.1 系统模型以及能效模型建模65-66
• 5.2 优化问题求解及算法设计66-71
• 5.3 仿真结果与分析71-72
• 5.4 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-81
• 攻读硕士学位期间的研究成果81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;天线与天线系统[J];电子科技文摘;2002年08期

2 ;天线与天线系统[J];电子科技文摘;2002年10期

3 ;天线与天线系统[J];电子科技文摘;2002年11期

4 ;天线与天线系统[J];电子科技文摘;2006年04期

5 张秀峰;张金柱;;协同天线系统的建模研究[J];软件导刊;2009年10期

6 ;天线与天线系统[J];电子科技文摘;1999年08期

7 钱沈钢;浅谈未来室内天线系统的发展趋势[J];通信世界;2000年03期

8 ; 天线与天线系统[J];电子科技文摘;2000年03期

9 ;天线与天线系统[J];电子科技文摘;2000年07期

10 ;天线与天线系统[J];电子科技文摘;2001年01期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 李龙;梁昌洪;史琰;;天线系统的广义谐振研究[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年

2 王卫民;;天线系统性能对跟踪精度的影响[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第二册）[C];2006年

3 葛志晨;章文勋;;PBG结构在天线系统中的应用[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年

4 王建宅;;海杂波测试2.4米天线系统的结构设计[A];中国电子学会电子机械工程分会2009年机械电子学学术会议论文集[C];2009年

5 张建平;;紫色光合细菌天线系统中能量传递的超快动力学[A];第九次全国生物物理大会学术会议论文摘要集[C];2002年

6 张凤林;孙向珍;;超宽频带单脉冲跟踪天线系统研究[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第三册）[C];2006年

7 李阳;;13．7米望远镜天线测量[A];中国天文学会2007年学术年会论文集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 刘文;“静中通”天线系统替电视转播争分夺秒[N];中国计算机报;2008年

2 ;车载隐藏式移动天线系统[N];中国汽车报;2002年

3 江波;RFS组合天线系统亮相通信展[N];通信产业报;2005年

4 爱立信(中国)通信有限公司;浅释分布式天线系统[N];通信产业报;2009年

5 ;传输、站址及互操作解决方案[N];人民邮电;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 杜丹;ICRH天线系统与等离子体相互作用的理论研究[D];南华大学;2015年

2 陈军;高能效的分布式天线系统研究[D];华南理工大学;2014年

3 闫继垒;分布式天线系统中的资源优化[D];西安电子科技大学;2014年

4 黄圣春;大规模分布式天线系统下行链路的资源管理研究[D];国防科学技术大学;2012年

5 叶准;分布式天线系统信道容量及关键问题研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

6 李平;智能GPS天线系统中的若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年

7 林晨;机载天线设计及天线系统布局研究[D];西安电子科技大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈杨;分布式天线系统中干扰对齐应用的研究[D];西南交通大学;2015年

2 赵飞龙;伞状可展开天线系统的结构设计及力学特性分析[D];上海交通大学;2015年

3 冯浩;分布式天线系统的能效/谱效性能分析及高能效设计[D];电子科技大学;2015年

4 谭文婷;分布式天线系统中基于不完全CSI的自适应传输技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

5 曹凯;可重构天线系统寻优算法及应用研究[D];解放军信息工程大学;2014年

6 聂波;分布式天线系统中能量有效的发送技术研究[D];东南大学;2015年

7 苏才国;分布式天线系统下行链路性能与容量研究[D];上海交通大学;2010年

8 闫维玮;分布式天线系统的绿色接入技术[D];华南理工大学;2013年

9 高乙月;多入多出天线系统的空间衰落相关研究[D];南京信息工程大学;2008年

10 郭迅;考虑中介状态的可靠性分析方法在星载展开天线系统中的应用[D];西安电子科技大学;2010年

，

本文编号：798386