節(jié)能的蜂窩網(wǎng)中終端直通功率分配算法研究.pdf

1、近年來，隨著智能移動(dòng)設(shè)備的快速普及，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量需求呈指數(shù)式增長(zhǎng)，與此同時(shí)也帶來了更加嚴(yán)重的能量消耗問題。因此，在蜂窩網(wǎng)中引入節(jié)能的終端直通技術(shù)，從而在滿足高速率要求的同時(shí)達(dá)到降低能耗的目的是未來無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)。此外，考慮到先進(jìn)的自干擾消除技術(shù)所帶來的全雙工優(yōu)越性能，以及全雙工與終端直通都具備較低發(fā)射功率需求的最佳匹配，全雙工技術(shù)與終端直通技術(shù)的結(jié)合將變得非常有意義。為此，本文以綠色蜂窩網(wǎng)為背景，以終端直通技術(shù)為研究對(duì)象，并

2、結(jié)合先進(jìn)的全雙工技術(shù)，探討了全雙工終端直通網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)功率分配問題以最大化系統(tǒng)能量效率。主要研究成果概括如下：
　　蜂窩網(wǎng)中全雙工終端直通鏈路復(fù)用蜂窩鏈路的上行頻帶，并且每個(gè)用戶之間都屬于既合作又競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系?；诖?，我們首先提出了基于非合作博弈理論的功率分配方案，然后在考慮不同的自干擾消除技術(shù)下，通過使用迭代的交替二分法在最小信干噪比和最大傳輸功率的限制條件下最大化系統(tǒng)總能量效率。仿真結(jié)果表明，我們提出的方法可以在較低復(fù)雜度的情況下

3、獲得最優(yōu)的功率分配以提高能量效率。此外，在終端直通用戶間距離較短和自干擾被消除到一定程度時(shí)，全雙工模式能夠獲得比半雙工模式更高的能量效率。
　　考慮到終端直通是短距離直接通信，當(dāng)直通鏈路距離較遠(yuǎn)或者信道質(zhì)量較差時(shí)，終端直通用戶往往需要更高的能耗來獲得通信質(zhì)量保證。因此，在全雙工終端直通網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步引入中繼來輔助傳輸，并建立了雙向中繼輔助的全雙工終端直通功率分配的優(yōu)化問題，從而實(shí)現(xiàn)降低全雙工終端直通能耗，進(jìn)一步提高能量效

4、率的目的。根據(jù)優(yōu)化問題的特性，我們將目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)子問題來處理，然后提出了一個(gè)兩層交替迭代的最優(yōu)化方法，在保證最低頻譜效率和最大傳輸功率的限制條件下，對(duì)各用戶的發(fā)射功率和中繼用戶的放大增益進(jìn)行最優(yōu)功率分配以最大化系統(tǒng)能量效率。仿真結(jié)果表明，該算法與窮舉搜索的結(jié)果一致，但復(fù)雜度更低。并且中繼位于兩個(gè)全雙工終端直通用戶的中間位置時(shí)可以獲得最高的能量效率。此外，采用較好的自干擾消除技術(shù)能夠使雙向中繼輔助的全雙工終端直通網(wǎng)絡(luò)獲得的能量效