高能效無(wú)線協(xié)作組播算法的研究.pdf

1、頻譜、能耗和成本是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展的三個(gè)關(guān)鍵因素。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，5th Generation(5G)系統(tǒng)相比4th Generation(4G)系統(tǒng)在頻譜效率、能源效率和成本效率方面需要得到顯著提升。組播通信能夠利用單一頻段服務(wù)多個(gè)用戶，故其具有較高的頻譜效率和能量效率。高能效的組播技術(shù)是未來(lái)5G系統(tǒng)中的研究重點(diǎn)。為了提高組播系統(tǒng)的能量效率，協(xié)作中繼技術(shù)被引入組播通信系統(tǒng)，稱為協(xié)作組播通信。協(xié)作組播傳輸由兩個(gè)階段組成。在第一

2、階段，基站廣播相同的數(shù)據(jù)給所有用戶，這導(dǎo)致小區(qū)中心的用戶中斷概率低而小區(qū)邊緣用戶中斷概率高。也就是說(shuō)，絕大部分小區(qū)中心用戶成功接收到了數(shù)據(jù)；而大部分小區(qū)邊緣用戶不能成功接收數(shù)據(jù)。在第二階段，一些成功用戶作為中繼將接收到的數(shù)據(jù)中繼給失敗用戶。通過(guò)設(shè)計(jì)高效的協(xié)作組播中繼算法，組播系統(tǒng)的能量效率能夠得到有效的提高，從而滿足5G系統(tǒng)在頻譜利用率和能量效率上的跨越。因此，本文主要研究協(xié)作組播中的中繼選擇和功率控制算法。
　　首先，本文提出了

3、一種基于概率的雙時(shí)隙協(xié)作組播中繼算法。此算法先將組播系統(tǒng)的能量效率和中斷概率約束建模成一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題，接著分析了第二時(shí)隙成功用戶的中繼概率和中繼功率對(duì)優(yōu)化表達(dá)式的影響，得出了最優(yōu)情況下的中繼概率和中繼功率。仿真結(jié)果表明，相比于傳統(tǒng)的方法，我們的算法能達(dá)到較高的能量效率。
　　然后，本文研究了雙時(shí)隙協(xié)作組播中用戶的中斷概率分布與中繼能量消耗的關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn)小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶不平衡的中斷概率分布是導(dǎo)致中繼功率浪費(fèi)的主要原因?？紤]