NOMA系统中的能量效率优化方案研究

发布时间：2024-02-03 06:22

　　随着移动通信网络的蓬勃发展,移动数据流量以及智能终端设备呈现井喷式增长,导致无线通信系统的能耗成本不断上升,加剧生态环境恶化,绿色通信技术成为未来通信系统的重要研究方向。作为衡量通信系统能耗性能的重要指标,能量效率(Energy Efficiency,EE)受到广泛关注。非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术是一种充分利用多个资源维度的新型多址方案,已经成为5G中重要的候选技术之一。通过联合发端叠加编码技术和收端串行干扰消除技术,NOMA技术能够实现同一时频资源块的多用户复用,进而显著提升系统容量以及频谱利用率。随着接入用户数量的增多,蜂窝小区内终端密度增大,近距离通信场景不断增加,电路能耗逐渐接近甚至超过发送能耗,并且随着信道编码技术与数字调制技术的发展,电路能耗会随着传输速率的增加而增加。显然,在传统的远距离通信场景中忽略电路能耗的能耗建模方式难以满足未来通信系统能耗分析的实际情况。此外,仅考虑单一资源维度(如功率域)的能效优化方案在一定程度上是不完善的,综合考虑信道资源与功率资源这种跨资源维度的联合优化方案能够更有效地提升系统...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文的主要研究内容和结构安排
第二章 背景知识
    2.1 NOMA理论基础
        2.1.1 NOMA技术基本思想
        2.1.2 NOMA系统原理
        2.1.3 串行干扰消除技术
    2.2 NOMA技术的衍生
        2.2.1 MC-NOMA
        2.2.2 MIMO-NOMA系统
        2.2.3 NOMA与其他新型多址技术对比
    2.3 NOMA系统中的功率分配方案
        2.3.1 NOMA功率分配算法介绍
        2.3.2 NOMA功率分配算法比较
    2.4 系统能耗
        2.4.1 系统能耗的组成
        2.4.2 能耗建模
    2.5 能量效率
        2.5.1 能量效率定义与标准
        2.5.2 能量效率优化策略
    2.6 分式规划理论
        2.6.1 分式规划类型
        2.6.2 Dinkelbach’s算法
第三章 多用户下行NOMA系统高能效传输方案设计
    3.1 引言
    3.2 基于GPE准则的多用户下行NOMA系统能效优化方案
        3.2.1 基于统计CSI的多用户下行NOMA系统
        3.2.2 优化问题建模
        3.2.3 基于凸递增动态电路能耗的能效优化算法分析
        3.2.4 基于线性动态电路能耗的能效优化方案
    3.3 基于TBPUE准则的多用户下行NOMA系统能效优化方案
        3.3.1 基于瞬时CSI的多用户下行NOMA系统
        3.3.2 优化问题建模
        3.3.3 基于凸递增动态电路能耗的能效优化算法分析
        3.3.4 基于线性动态电路能耗的能效优化方案
    3.4 仿真结果及分析
        3.4.1 基于GPE能效准则的最佳功率分配方案仿真
        3.4.2 基于TBPUE准则最佳功率分配方案仿真
    3.5 本章小结
第四章 多载波下行NOMA系统高能效传输方案设计
    4.1 引言
    4.2 系统模型
    4.3 优化问题建模
    4.4 多载波下行NOMA高能效信道资源与功率联合优化方案
        4.4.1 信道资源分配优化方案分析
        4.4.2 子信道上两用户功率分配方案分析
        4.4.3 系统对子信道功率分配方案分析
        4.4.4 高能效信道资源与功率联合优化方案总结
    4.5 仿真结果及分析
    4.6 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 工作总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3893870