高能效無線通信系統(tǒng)物理層設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的高速發(fā)展，用戶對于無線業(yè)務(wù)的需求也越來越高，這一切都集中反映出了日益增長的無線數(shù)據(jù)速率要求。這使得現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)受到頻譜資源緊缺和能耗嚴重的雙重挑戰(zhàn)。隨著3G甚至是4G通信網(wǎng)絡(luò)的廣泛架設(shè)，可以預(yù)見無線通信的能耗將會迅猛增長。作為無線通信系統(tǒng)中能耗的重要組成部分，提高發(fā)送端的能效對于降低通信系統(tǒng)的能耗有著重要的現(xiàn)實意義。同時由于移動終端便攜性和移動性要求所帶來的體積和重量限制，以及電池材料發(fā)展的相對緩慢，造成了現(xiàn)有移

2、動通信終端的“電池瓶頸”。因此除了節(jié)能環(huán)保的意義，提高終端發(fā)送能效同樣可以延長有效通信時間。本文研究三個通信場景：基于多載波的正交頻分多址接入系統(tǒng)，基于無線能量傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)，基于綠色卸載的頻譜功率交易系統(tǒng)。
　　首先在正交頻分多址接入場景下，對于現(xiàn)有的經(jīng)典的能效優(yōu)先的調(diào)度和資源分配問題，提出了最優(yōu)和低復(fù)雜度的次優(yōu)算法，并理論分析了次優(yōu)算法的條件最優(yōu)性。所提出的算法為能效優(yōu)先的調(diào)度和資源分配問題開辟了新的解決思路。對于無線能量傳輸

3、的通信場景，將無線射頻充電技術(shù)與無線通信結(jié)合，建立了一個普適性的傳輸和能耗模型。研究了該系統(tǒng)中能效最大化的傳輸方式，并提出具體算法實現(xiàn)在各種系統(tǒng)約束條件下的能效最大化。最后，針對多小區(qū)通信場景，提出了基于頻譜功率交易的物理層資源交換機制來實現(xiàn)小區(qū)間綠色業(yè)務(wù)卸載，并提出具體的算法驗證方案有效性。
　　總之，本文推導(dǎo)了多種高能效通信場景下的理論閉式解和能效上界，豐富了現(xiàn)有理論成果，并且提出了有效的最優(yōu)和低復(fù)雜度算法，對能效優(yōu)先的資源分