節(jié)能的蜂窩網中終端直通功率分配算法研究.pdf

1、近年來，隨著智能移動設備的快速普及，移動數(shù)據流量需求呈指數(shù)式增長，與此同時也帶來了更加嚴重的能量消耗問題。因此，在蜂窩網中引入節(jié)能的終端直通技術，從而在滿足高速率要求的同時達到降低能耗的目的是未來無線移動通信網絡的發(fā)展趨勢。此外，考慮到先進的自干擾消除技術所帶來的全雙工優(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，全雙工技術與終端直通技術的結合將變得非常有意義。為此，本文以綠色蜂窩網為背景，以終端直通技術為研究對象，并

2、結合先進的全雙工技術，探討了全雙工終端直通網絡的最優(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：
　　蜂窩網中全雙工終端直通鏈路復用蜂窩鏈路的上行頻帶，并且每個用戶之間都屬于既合作又競爭的關系?；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。仿真結果表明，我們提出的方法可以在較低復雜度的情況下

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，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，當直通鏈路距離較遠或者信道質量較差時，終端直通用戶往往需要更高的能耗來獲得通信質量保證。因此，在全雙工終端直通網絡的基礎上，本文進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，從而實現(xiàn)降低全雙工終端直通能耗，進一步提高能量效

4、率的目的。根據優(yōu)化問題的特性，我們將目標優(yōu)化問題轉化為兩個子問題來處理，然后提出了一個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，對各用戶的發(fā)射功率和中繼用戶的放大增益進行最優(yōu)功率分配以最大化系統(tǒng)能量效率。仿真結果表明，該算法與窮舉搜索的結果一致，但復雜度更低。并且中繼位于兩個全雙工終端直通用戶的中間位置時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能夠使雙向中繼輔助的全雙工終端直通網絡獲得的能量效