分布式天線系統(tǒng)中能量有效的發(fā)送技術(shù)研究.pdf

1、隨著人們對(duì)無線通信系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力的要求越來越高，無線通信系統(tǒng)的能耗也隨之增加。為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略，綠色通信近年來成為研究熱點(diǎn)，一系列新的技術(shù)被提出以提高無線通信網(wǎng)絡(luò)的能量效率。本文主要研究了在綠色通信領(lǐng)域很有潛力的分布式天線系統(tǒng)以及與之相關(guān)的綠色通信技術(shù)。
　　首先，本文分別研究了分布式天線系統(tǒng)在單小區(qū)場(chǎng)景與多小區(qū)場(chǎng)景下不同傳輸策略的平均能量效率，并通過仿真分析對(duì)比了三種傳輸策略下的系統(tǒng)平均能量效率，它們分別是選擇

2、信道條件最好的1個(gè)RAU進(jìn)行信息的傳輸、選擇信道條件較好的3個(gè)RAU進(jìn)行信息的傳輸以及選擇全部RAU進(jìn)行信息的傳輸。理論分析和仿真結(jié)果表明:系統(tǒng)的平均能效隨著發(fā)射功率的增加而呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì)，這種現(xiàn)象充分揭示了系統(tǒng)平均能效與系統(tǒng)平均容量之間確實(shí)存在折衷關(guān)系。對(duì)于不同的接入策略，在單小區(qū)場(chǎng)景下，系統(tǒng)的平均能效隨著接入RAU數(shù)的增加而降低，而在多小區(qū)場(chǎng)景下，由于相鄰小區(qū)會(huì)對(duì)當(dāng)前小區(qū)產(chǎn)生干擾，隨著發(fā)射功率的增加，系統(tǒng)的平均能效反而在

3、接入RAU數(shù)多的情況下更有優(yōu)勢(shì)，這為終端根據(jù)不同環(huán)境選擇接入算法的時(shí)候提供了一定的理論參考。另外還研究了路徑損耗以及陰影衰落對(duì)系統(tǒng)平均能效的影響，從仿真結(jié)果中可以看出，在給定陰影衰落指數(shù)的情況下，系統(tǒng)的平均能效隨著路徑損耗指數(shù)的增加而降低。在不同的傳播環(huán)境下，系統(tǒng)的平均能效隨著陰影衰落指數(shù)的增加而增加。
　　其次，本文研究了分布式天線系統(tǒng)與大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的上行鏈路系統(tǒng)平均能量效率以及小區(qū)邊緣平均能量效率，并對(duì)兩種不同架構(gòu)下的相

4、應(yīng)能量效率進(jìn)行了比較。首先我們分別分析推導(dǎo)了分布式天線系統(tǒng)與大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行鏈路的系統(tǒng)平均能量效率和小區(qū)邊緣平均能量效率的閉合數(shù)學(xué)表達(dá)式，然后根據(jù)分析推導(dǎo)的結(jié)果進(jìn)行了相應(yīng)的仿真。理論分析和仿真結(jié)果表明，在相同總天線數(shù)和平均分配功率的情況下，分布式天線系統(tǒng)的系統(tǒng)上行平均能量效率比大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)上行平均能量效率要好，同樣在相同總天線數(shù)和平均分配功率的情況下，分布式天線系統(tǒng)的小區(qū)邊緣平均能效比大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的小區(qū)邊緣平均能

5、效要好，且分布式天線系統(tǒng)的邊緣平均能效優(yōu)勢(shì)要更加明顯。因?yàn)榉植际教炀€系統(tǒng)的架構(gòu)縮短了用戶與接入天線間的平均距離。
　　最后，本文研究了單小區(qū)多用戶場(chǎng)景下能效優(yōu)先的功率分配算法。我們首先將該功率分配問題表達(dá)成相應(yīng)的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，建立相應(yīng)的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。由于我們所建的數(shù)學(xué)優(yōu)化模型并非凸優(yōu)化問題，比較難解決，所以我們將其轉(zhuǎn)化成等效的線性規(guī)劃問題，并用兩個(gè)迭代算法進(jìn)行求解。最后我們通過仿真對(duì)該算法進(jìn)行了驗(yàn)證，理論分析和仿真結(jié)果表明，該算法