分布式天線系統(tǒng)中能效優(yōu)化的技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，人們?cè)讷@得高速率、高質(zhì)量、多業(yè)務(wù)服務(wù)的同時(shí)，通信系統(tǒng)的能量消耗也急劇增加，這促進(jìn)了以降低系統(tǒng)能耗、提高系統(tǒng)能效為目標(biāo)的綠色通信技術(shù)發(fā)展。分布式天線系統(tǒng)作為綠色通信的重要組成部分，以其部署靈活、用戶平均接入距離短、能耗低等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，本文著重研究在分布式天線系統(tǒng)下能效最優(yōu)的功率分配算法以及DA部署問(wèn)題。為了對(duì)后面章節(jié)奠定必要的理論基礎(chǔ)，本文首先介紹了移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線信道理論，包括大尺度衰落和小尺度衰落

2、。于此同時(shí)，對(duì)分布式天線系統(tǒng)的傳輸架構(gòu)以及下行鏈路容量進(jìn)行分析，介紹了常用的能效評(píng)價(jià)指標(biāo)以及能耗模型。
　　本文對(duì)單用戶場(chǎng)景下分布式天線系統(tǒng)的能效進(jìn)行了分析。根據(jù)約束條件建立能效最優(yōu)的優(yōu)化問(wèn)題，為了解決該問(wèn)題，本文引入相關(guān)引理和定理，將原優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一個(gè)兩步優(yōu)化求解過(guò)程。首先得到最優(yōu)的天線數(shù)，最后通過(guò)Lambert函數(shù)計(jì)算能效最優(yōu)所對(duì)應(yīng)的分配功率。同時(shí)，與其他文章中所提的基于迭代求解Lambert函數(shù)算法進(jìn)行計(jì)算復(fù)雜度比較。本文

3、所提算法可以和計(jì)算機(jī)窮搜算法保持相同的能效性能，同時(shí)可以明顯降低計(jì)算復(fù)雜度。
　　本文對(duì)混合用戶分布式天線系統(tǒng)場(chǎng)景下的DA部署問(wèn)題進(jìn)行了研究。不同用戶采用不同的功率加權(quán)因子加以區(qū)分，根據(jù)用戶的分布建立關(guān)于DA位置的優(yōu)化問(wèn)題。為了更好地求解該問(wèn)題，本文將最小均方距離準(zhǔn)則推廣至最小加權(quán)均方距離準(zhǔn)則，從而得到關(guān)于DA位置優(yōu)化的凸問(wèn)題。最后，求得DA位置在極坐標(biāo)系下的閉式解。于此同時(shí)，對(duì)其能效進(jìn)行分析，證明存在唯一的功率分配使得上述情況下

4、的系統(tǒng)能效達(dá)到最優(yōu)。仿真表明，本文得到的解在能效水平上和窮搜接近，優(yōu)于等功率分配算法。
　　本文對(duì)混合用戶分布式天線系統(tǒng)場(chǎng)景下的功率分配進(jìn)行了分析。不同于位置優(yōu)化時(shí)的用戶，這時(shí)用戶有著不同的最小速率需求。本文首先根據(jù)用戶的最小速率需求建立能效最大化的優(yōu)化問(wèn)題，由于其目標(biāo)函數(shù)非凸性，本文引入了分式規(guī)劃及其相關(guān)引理對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化。通過(guò)求解轉(zhuǎn)化問(wèn)題在其對(duì)偶域的解可以得到一個(gè)迭代功率分配算法，該算法被證明能夠收斂到最優(yōu)能效。收斂性