能效优化的无线资源分配技术研究

发布时间：2017-04-01 21:18

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【摘要】：移动通信技术的飞速发展给人们带来了高速便捷的通信,同时也造成了大量的能源消耗。如何降低通信系统的能耗、提高系统的能效已经成为目前比较热门的研究课题。本文在此背景下主要研究了如何通过优化资源的分配策略来提高系统的能效,包括OFDM系统下子载波的功率分配和分布式天线系统下的功率分配。本文提出了一种在OFDM系统下用户速率满足比例约束时,基于能效优化的低复杂度资源分配算法。该算法将原优化问题通过两步优化的方法进行求解,首先在所有子载波分配等功率的条件下,利用最大化频谱效率的方法求得系统的子载波分配方案；然后根据子载波分配方案,利用拉格朗日对偶函数法求得每个子载波上的功率。仿真结果表明,本文算法与现有算法相比,在时间复杂度上优势明显,且在高信道增益噪声比时对系统能效值有提升。本文研究了在协作式分布式天线系统模型下,多用户在最低速率限制的情况下,系统能效最优时的分布式天线发射功率分配算法。该算法首先将原非凸优化问题利用透视函数原理进行了转化,得到一个凸优化问题；然后利用ADMM算法及拉格朗日对偶函数法对该凸优化问题进行求解,得到能效最优时的功率分配方案。仿真结果验证了该算法的收敛性,同时该算法在系统能效值上优于传统的速率自适应算法。
【关键词】：能效 资源分配 OFDM 分布式天线
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 缩略语表11-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 研究背景与意义13-15
• 1.1.1 移动通信的发展历程13-14
• 1.1.2 移动通信面临的挑战14
• 1.1.3 绿色通信的研究意义14-15
• 1.2 绿色通信的发展15-16
• 1.3 资源分配技术研究现状16-17
• 1.3.1 传统的资源分配16
• 1.3.2 能效优化的资源分配16-17
• 1.4 本文主要工作及内容安排17-19
• 第二章 绿色网络资源分配技术基础理论19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 无线信道理论19-23
• 2.2.1 路径损耗模型20-22
• 2.2.2 小尺度衰落22-23
• 2.3 OFDM基本原理23-26
• 2.3.1 单载波系统23
• 2.3.2 OFDM系统23-26
• 2.4 分布式天线原理26-27
• 2.4.1 分布式天线的优势26
• 2.4.2 分布式天线系统模型26-27
• 2.5 能效评价指标27-31
• 2.5.1 网络级能耗28-29
• 2.5.2 网络级能效29-31
• 2.6 资源分配理论31-33
• 2.7 本章小结33-35
• 第三章 用户速率成比例约束的资源分配算法35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 系统模型35-37
• 3.3 算法分析37-43
• 3.3.1 分步算法37-42
• 3.3.2 对比算法42-43
• 3.4 算法复杂度分析43-44
• 3.5 速率约束误差分析44
• 3.6 仿真结果及分析44-48
• 3.7 本章小结48-51
• 第四章 用户速率受限的DAS功率分配算法51-65
• 4.1 引言51
• 4.2 系统模型51-53
• 4.3 优化问题及求解过程53-59
• 4.3.1 优化问题53-54
• 4.3.2 透视函数54-56
• 4.3.3 ADMM算法介绍56-58
• 4.3.4 ADMM求解DAS下的功率分配58-59
• 4.4 仿真及结果分析59-63
• 4.4.1 仿真环境60
• 4.4.2 仿真结果分析60-63
• 4.5 本章小结63-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 论文工作总结65
• 5.2 进一步研究方向65-67
• 致谢67-69
• 作者简介69-71
• 参考文献71-75

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本文编号：281327