5G無線網(wǎng)絡中繼傳輸系統(tǒng)的能量分配技術(shù).pdf

1、近年來，隨著5G移動通信技術(shù)研究工作的積極開展，將帶來“更快，更好，更可靠”的用戶體驗，但也令能耗問題和頻譜資源缺乏問題更加突出，因此急需降低通信系統(tǒng)能耗和提高頻譜利用率。協(xié)作中繼技術(shù)可在不增加通信系統(tǒng)復雜度的前提下，降低通信終端的能耗、提高系統(tǒng)的吞吐率、頻譜效率、容量和覆蓋范圍，是5G研究中的熱點。能量收集技術(shù)從環(huán)境中吸收能源以提供系統(tǒng)工作所需的能量，可以節(jié)約能源，降低系統(tǒng)能耗，同樣也獲得了廣泛的研究。本文將協(xié)作中繼技術(shù)和能量收集技術(shù)

2、相結(jié)合，研究在不同場景中的最佳能量分配算法，以滿足系統(tǒng)傳輸時間最小的優(yōu)化問題，可為解決5G移動通信系統(tǒng)的能耗和頻譜缺乏問題做出一定的貢獻。主要工作可分為以下兩點：
　　第一，研究了中繼傳輸系統(tǒng)的離線能量優(yōu)化分配問題。首先，分析了基于能量收集的單用戶傳輸場景中傳輸時間最小化的能量分配算法。然后，在此基礎上引入?yún)f(xié)作中繼節(jié)點，通過對單向中繼傳輸時間最小化問題的分析和推導，設計了優(yōu)化能量分配算法。最后，分析了雙向中繼傳輸時間最小化問題，基

3、于所建立的數(shù)學優(yōu)化模型，提出了優(yōu)化能量分配算法。仿真結(jié)果顯示所提算法能夠有效地降低系統(tǒng)能耗和提高傳輸效率。
　　第二，研究了中繼傳輸系統(tǒng)的在線能量優(yōu)化分配問題。在基于 Underlay的認知無線中繼網(wǎng)絡中，由于主從用戶間信道的時變性，以及能量到達序列的不可預知性，無法采用離線能量分配算法。為此，本文提出了傳輸時間最小化的在線能量分配算法，認知用戶根據(jù)當前能量、業(yè)務量和干擾容限優(yōu)化傳輸功率。仿真結(jié)果表明所提算法能夠適應于信道狀態(tài)的變