無(wú)線通信系統(tǒng)中節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究

【摘要】：無(wú)線通信技術(shù)作為現(xiàn)代社會(huì)信息傳遞的重要手段,正隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的不斷深入,向著大容量、高速率等方向快速發(fā)展。一方面,為滿足這些要求,無(wú)線通信系統(tǒng)不得不增加無(wú)線基站、機(jī)房等設(shè)備的數(shù)量,這導(dǎo)致系統(tǒng)能耗大幅度增加,頻譜資源稀缺問(wèn)題加劇。另一方面,由于業(yè)務(wù)負(fù)載在空間和時(shí)間上的波動(dòng)性,基站大多數(shù)時(shí)間處于負(fù)載不飽和狀態(tài),頻譜利用率低、系統(tǒng)具有較大節(jié)能空間。研究如何進(jìn)行無(wú)線通信系統(tǒng)節(jié)能和高效利用頻譜資源具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)可以較好的解決頻譜利用率低的問(wèn)題,因此,研究認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中的節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)可以較好的解決無(wú)線通信系統(tǒng)中高能耗、低頻譜利用率這兩大問(wèn)題。 本論文總結(jié)了無(wú)線通信系統(tǒng)中現(xiàn)有的節(jié)能關(guān)鍵技術(shù),并在此基礎(chǔ)上,討論了認(rèn)知OFDM系統(tǒng)節(jié)能的重要性。提出了在認(rèn)知OFDM系統(tǒng)中,在滿足認(rèn)知系統(tǒng)中最大發(fā)射功率限制及主用戶的干擾門(mén)限限制的前提下,以最大化系統(tǒng)的能量效率為目標(biāo)的兩種比特分配算法。其中,連續(xù)-取整節(jié)能算法通過(guò)子梯度迭代獲得系統(tǒng)最優(yōu)功率分配,并將各子載波上獲得的連續(xù)容量下取整后轉(zhuǎn)化為離散比特?cái)?shù)目。單比特增量最小算法以最大化能效為目標(biāo),逐比特進(jìn)行分配,直至總功率耗盡或干擾約束限制滿足。仿真結(jié)果表明兩種比特算法的性能均非常接近最優(yōu)算法。 本論文進(jìn)一步研究了頻譜不完美感知的認(rèn)知中繼OFDM系統(tǒng)節(jié)能功率分配策略,其目標(biāo)是在一個(gè)兩跳的認(rèn)知系統(tǒng)中最大化系統(tǒng)能效。本論文利用分式規(guī)劃理論將復(fù)雜的原始問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)等價(jià)的凸問(wèn)題并設(shè)計(jì)了基于子梯度算法的最優(yōu)和次優(yōu)功率分配算法。仿真結(jié)果表明,當(dāng)系統(tǒng)考慮感知錯(cuò)誤時(shí),所提最優(yōu)算法仍然能達(dá)到不錯(cuò)的系統(tǒng)能效性能。與此同時(shí),所提最優(yōu)算法較目標(biāo)是最大化系統(tǒng)容量的算法相比,可以有效地提升系統(tǒng)能效性能。所提次優(yōu)算法的性能接近最優(yōu)算法性能,同時(shí)極大地降低了算法復(fù)雜度。 【關(guān)鍵詞】：無(wú)線通信 認(rèn)知無(wú)線電 正交頻分復(fù)用 能量有效 資源分配
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 本文研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)12-15
• 第二章 無(wú)線通信系統(tǒng)節(jié)能概述15-28
• 2.1 無(wú)線通信系統(tǒng)節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)16-25
• 2.1.1 算法調(diào)度16-21
• 2.1.2 硬件關(guān)斷21-23
• 2.1.3 設(shè)備休眠23-25
• 2.2 無(wú)線通信系統(tǒng)中的節(jié)能及研究現(xiàn)狀25-27
• 2.3 本章小結(jié)27-28
• 第三章 認(rèn)知OFDM系統(tǒng)節(jié)能概述28-38
• 3.1 認(rèn)知OFDM系統(tǒng)簡(jiǎn)介28-29
• 3.2 認(rèn)知OFDM系統(tǒng)干擾建模與分析29-32
• 3.2.1 系統(tǒng)模型簡(jiǎn)介29-30
• 3.2.2 干擾計(jì)算30
• 3.2.3 干擾分析30-32
• 3.3 認(rèn)知OFDM系統(tǒng)節(jié)能資源分配32-35
• 3.3.1 節(jié)能效用函數(shù)32-34
• 3.3.2 節(jié)能建模34-35
• 3.4 認(rèn)知OFDM系統(tǒng)節(jié)能資源分配研究現(xiàn)狀35-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 認(rèn)知OFDM系統(tǒng)節(jié)能算法38-47
• 4.1 系統(tǒng)模型38-40
• 4.2 算法描述40-44
• 4.2.1 子載波分配算法40-41
• 4.2.2 連續(xù)-取整算法41-43
• 4.2.3 單比特增量最小算法43-44
• 4.3 仿真結(jié)果和分析44-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 不完美感知認(rèn)知中繼系統(tǒng)節(jié)能算法47-59
• 5.1 系統(tǒng)模型47-51
• 5.1.1 系統(tǒng)描述47-49
• 5.1.2 不完美感知模型49-50
• 5.1.3 問(wèn)題描述50-51
• 5.2 算法描述51-54
• 5.2.1 最優(yōu)功率分配算法51-53
• 5.2.2 次優(yōu)功率分配算法53-54
• 5.3 仿真結(jié)果和分析54-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 對(duì)未來(lái)的展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 縮略語(yǔ)66-68
• 致謝68-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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