無線網(wǎng)絡(luò)中高能效資源分配技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，信息通信產(chǎn)業(yè)的能源消耗呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，同時也引起了諸如環(huán)境污染、網(wǎng)絡(luò)運營困難等一系列問題。因此，綠色通信一經(jīng)提出便贏得業(yè)界的青睞，并正在演變?yōu)槲磥頍o線通信發(fā)展的必然趨勢。綠色通信以資源節(jié)約型、環(huán)境友好型為目標，旨在滿足用戶服務質(zhì)量或者體驗質(zhì)量下，最小化系統(tǒng)能耗或者最大化系統(tǒng)能效（EE，EnergyEfficiency)。那么，在無線網(wǎng)絡(luò)中突破高能效傳輸?shù)睦碚撆c技術(shù)就是亟需解決的重大科學問題。
　　為此

2、，本文主要致力于在頻譜共享無線網(wǎng)絡(luò)、正交頻分多址（OFDMA， OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess)系統(tǒng)和稀疏碼多址（SCMA，Sparse CodeMultipleAccess)系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)場景中研宄高能效資源分配問題。具體研宄內(nèi)容和成果如下：
　　1.研宄頻譜共享無線網(wǎng)絡(luò)中具有能量感知的功率分配問題。我們定義了收益-虧損指數(shù)（RC，revenue-cost)來描述能量消耗的有效性，

3、并建模一個優(yōu)化模型，其在峰值傳輸功率約束下最大化RC。我們首先論述了該問題與廣泛研宄的能效和譜效最大化問題的緊密相關(guān)性。由于所建立問題的非凸和NP-hard特性，我們致力于低復雜度、易實現(xiàn)的次優(yōu)算法設(shè)計。通過高信干噪比的近似處理技術(shù)，我們提出了極其簡單、能夠快速收斂并且無需調(diào)整任何參數(shù)的分布式算法。仿真結(jié)果展示了該算法的有效性。
　　2.研宄下行OFDMA系統(tǒng)中聯(lián)合子載波分配和功率分配的能效最大化問題。我們將該問題建模為一個混合整

4、數(shù)非線性規(guī)劃問題，其在用戶基本速率需求、傳輸功率、子載波分配的約束下最大化系統(tǒng)能效。由于該問題的混合組合特性，獲得全局最優(yōu)解通常需要高額的計算開銷。因此，我們采用非線性分式規(guī)劃和拉格朗日對偶分解技術(shù)，提出了一種高性能、低復雜度的迭代算法。仿真結(jié)果展示了算法的快速收斂性與有效性"
　　3.研宄SCMA網(wǎng)絡(luò)中能效最大化的碼本分配與功率分配問題。具體地，我們將該問題建模為一個優(yōu)化模型，其在用戶服務質(zhì)量需求、碼本分配、傳輸功率和子載波復用