面向能效的协作通信系统资源优化研究
发布时间：2023-05-28 11:20
近年来,人们对于无线通信中高速数据传输的需求日益增大,随之产生的是更加庞大的能量消耗,受限制于移动终端的尺寸以及电池技术的发展瓶颈,移动通信中的能量效率问题受到极大的关注。与此同时,在无线通信频谱资源日趋紧张的前提下,如何通过合理的资源分配算法获得更高的频谱效率和能量效率,已经成为5G移动通信系统的研究热点之一。本文研究了多用户OFDM中继网络的能效优化问题,针对能量采集协作通信网络,提出子载波配对和功率分配联合优化算法,考虑到EH场景中数据包和能量包各自独立到达并耦合离开的情况,对缓存中继系统的性能进行分析,对解码转发中继下行网络中非正交资源分配问题进行优化。本文的主要研究内容及创新点如下:(1)针对多用户OFDM中继网络,提出一种基于能量效率的联合优化算法。该算法采用源在第二时隙也发送数据的策略以提供分集增益,在保证用户公平性和满足用户QoS的前提下,构建了基于能量效率最优的子载波配对用户指派和功率分配联合优化模型;推导了多中继DF协议下的等效信道增益,运用Dinkelbach方法将非线性混合整数规划问题转换为准凸规划问题;将三维的子载波配对用户指派问题分解成一个二维的子载波配对问...
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 协作通信系统及其研究现状
1.2.1 协作通信技术基本概念
1.2.2 协作中继工作模式分类
1.2.3 研究现状
1.3 协作通信系统能效资源优化的研究现状
1.3.1 能效优化基本概念
1.3.2 研究现状
1.4 能量采集协作通信系统及其研究现状
1.4.1 能量采集通信系统基本概念
1.4.2 能量采集通信系统的分类
1.4.3 研究现状
1.5 NOMA协作通信系统及其研究现状
1.5.1 NOMA技术的起源与发展
1.5.2 NOMA系统的工作方式分类
1.5.3 研究现状
1.6 本文主要研究内容与创新点
1.7 本文结构安排
第二章 多用户OFDM中继系统能量效率优化算法
2.1 引言
2.2 系统模型与问题描述
2.2.1 系统模型
2.2.2 问题描述
2.3 多用户OFDM中继系统能量效率优化算法
2.3.1 连续松弛与凸优化处理
2.3.2 Dinkelbach方法及其外循环算法
2.3.3 能量效率内循环优化算法
2.3.4 多用户OFDM中继网络能量效率优化算法
2.4 仿真结果与性能分析
2.4.1 仿真参数设置
2.4.2 仿真结果与分析
2.5 本章小结
第三章 无线供电协作通信系统的联合资源分配算法
3.1 引言
3.2 系统模型与HTC中继机制
3.2.1 系统模型
3.2.2 改进的HTC中继机制
3.3 WPCCN的联合资源分配算法
3.3.1 问题描述
3.3.2 联合资源分配算法
3.4 仿真结果与性能分析
3.4.1 仿真参数设置
3.4.2 仿真结果与分析
3.5 本章小结
第四章 基于数据和能量耦合排队模型的协作通信系统性能分析
4.1 引言
4.2 系统模型与排队模型
4.2.1 系统模型
4.2.2 排队模型
4.3 QBD方法求解CPQM
4.3.1 CPQM状态空间的重新划分
4.3.2 求解转移概率子矩阵
4.4 CPQM的性能分析
4.5 仿真结果与性能分析
4.5.1 仿真参数设置
4.5.2 仿真结果与分析
4.6 本章小结
第五章 NOMA中继系统中的联合用户信道指派和功率分配算法
5.1 引言
5.2 系统模型与问题描述
5.2.1 系统模型
5.2.2 问题描述
5.3 NOMA网络联合用户信道指派和功率分配算法
5.3.1 问题转换
5.3.2 固定功率分配下的用户信道指派
5.3.3 固定用户信道指派下的功率分配
5.3.4 联合资源分配算法
5.4 仿真结果与性能分析
5.4.1 仿真参数设置
5.4.2 仿真结果与分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 研究展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
本文编号：3824490
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 协作通信系统及其研究现状
1.2.1 协作通信技术基本概念
1.2.2 协作中继工作模式分类
1.2.3 研究现状
1.3 协作通信系统能效资源优化的研究现状
1.3.1 能效优化基本概念
1.3.2 研究现状
1.4 能量采集协作通信系统及其研究现状
1.4.1 能量采集通信系统基本概念
1.4.2 能量采集通信系统的分类
1.4.3 研究现状
1.5 NOMA协作通信系统及其研究现状
1.5.1 NOMA技术的起源与发展
1.5.2 NOMA系统的工作方式分类
1.5.3 研究现状
1.6 本文主要研究内容与创新点
1.7 本文结构安排
第二章 多用户OFDM中继系统能量效率优化算法
2.1 引言
2.2 系统模型与问题描述
2.2.1 系统模型
2.2.2 问题描述
2.3 多用户OFDM中继系统能量效率优化算法
2.3.1 连续松弛与凸优化处理
2.3.2 Dinkelbach方法及其外循环算法
2.3.3 能量效率内循环优化算法
2.3.4 多用户OFDM中继网络能量效率优化算法
2.4 仿真结果与性能分析
2.4.1 仿真参数设置
2.4.2 仿真结果与分析
2.5 本章小结
第三章 无线供电协作通信系统的联合资源分配算法
3.1 引言
3.2 系统模型与HTC中继机制
3.2.1 系统模型
3.2.2 改进的HTC中继机制
3.3 WPCCN的联合资源分配算法
3.3.1 问题描述
3.3.2 联合资源分配算法
3.4 仿真结果与性能分析
3.4.1 仿真参数设置
3.4.2 仿真结果与分析
3.5 本章小结
第四章 基于数据和能量耦合排队模型的协作通信系统性能分析
4.1 引言
4.2 系统模型与排队模型
4.2.1 系统模型
4.2.2 排队模型
4.3 QBD方法求解CPQM
4.3.1 CPQM状态空间的重新划分
4.3.2 求解转移概率子矩阵
4.4 CPQM的性能分析
4.5 仿真结果与性能分析
4.5.1 仿真参数设置
4.5.2 仿真结果与分析
4.6 本章小结
第五章 NOMA中继系统中的联合用户信道指派和功率分配算法
5.1 引言
5.2 系统模型与问题描述
5.2.1 系统模型
5.2.2 问题描述
5.3 NOMA网络联合用户信道指派和功率分配算法
5.3.1 问题转换
5.3.2 固定功率分配下的用户信道指派
5.3.3 固定用户信道指派下的功率分配
5.3.4 联合资源分配算法
5.4 仿真结果与性能分析
5.4.1 仿真参数设置
5.4.2 仿真结果与分析
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 论文工作总结
6.2 研究展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间撰写的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
本文编号：3824490
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