大規(guī)模MIMO-OFDMA系統(tǒng)能效資源管理優(yōu)化算法研究.pdf

1、大規(guī)模MIMO系統(tǒng)通過(guò)在基站側(cè)配置大規(guī)模天線陣列，利用豐富的空間自由度來(lái)提升系統(tǒng)容量和傳輸可靠性，可以顯著改善系統(tǒng)能量效率和頻譜效率，在第五代移動(dòng)通信技術(shù)研究中備受關(guān)注。隨著無(wú)線通信設(shè)備能耗的急劇增加和對(duì)環(huán)境問(wèn)題的高度關(guān)注，綠色通信已成為共識(shí)，資源分配的重點(diǎn)已逐漸從追求頻譜效率轉(zhuǎn)移至獲得更高的能量效率。在大規(guī)模MIMO-OFDMA系統(tǒng)中，基于用戶關(guān)聯(lián)和資源分配的能效優(yōu)化策略已得到廣泛研究。本文研究大規(guī)模MIMO-OFDMA系統(tǒng)中基于公平

2、性的能效優(yōu)化資源分配算法和大規(guī)模MIMO-OFDMA異構(gòu)雙層網(wǎng)絡(luò)中基于公平性的用戶關(guān)聯(lián)算法。
　　①研究大規(guī)模MIMO-OFDMA系統(tǒng)中基于公平性的能效資源分配算法，首先假設(shè)發(fā)射端已知完美的信道狀態(tài)信息，基于ZF預(yù)編碼推導(dǎo)系統(tǒng)容量下界。然后基于用戶公平性建立能效優(yōu)化模型，在滿足每個(gè)用戶最低傳輸速率要求下，聯(lián)合優(yōu)化帶寬、功率和基站天線，最大化系統(tǒng)能效效用。為了降低求解全局最優(yōu)解的運(yùn)算復(fù)雜度，提出一種低復(fù)雜度的次優(yōu)算法，將優(yōu)化過(guò)程劃分

3、為兩步：第一步以最大化能效效用為目標(biāo)分配帶寬；第二步以帶寬分配為基礎(chǔ)，分別采用Dinkelbach算法和次梯度算法進(jìn)行外層迭代和內(nèi)部迭代，聯(lián)合調(diào)整基站端發(fā)射天線數(shù)和用戶發(fā)射功率。最后對(duì)提出的次優(yōu)算法就用戶公平性和系統(tǒng)能效性能進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證算法的有效性。
　?、谘芯看笠?guī)模 MIMO-OFDMA異構(gòu)雙層網(wǎng)絡(luò)中基于用戶公平性的用戶關(guān)聯(lián)算法，以最大化系統(tǒng)能效效用為目標(biāo)建立優(yōu)化模型。由于該優(yōu)化問(wèn)題是NP難，提出一種基于一對(duì)多匹配博弈的用