雙向放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)的能效優(yōu)化算法研究.pdf

1、隨著無線通信系統(tǒng)能量消耗的高速增長以及全球變暖等問題的凸現(xiàn)，提高系統(tǒng)的能量效率（EE）成為無線通信領(lǐng)域的一個研究熱點。中繼技術(shù)通過中繼節(jié)點的協(xié)助來完成兩個信源節(jié)點的信息交互，與傳統(tǒng)的單向中繼技術(shù)相比，雙向中繼技術(shù)減少了完成一次傳輸所需的時隙數(shù)，可以顯著提升系統(tǒng)的頻譜效率（SE）。波束成形技術(shù)作為一種重要的多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)，將其應(yīng)用到雙向中繼系統(tǒng)中能夠提升系統(tǒng)的頻譜效率，然而，雙向中繼技術(shù)和多天線傳輸會導(dǎo)致系統(tǒng)能耗的增加，因此

2、，系統(tǒng)的能量效率是否得到提升并不明確。
　　本文重點研究基于波束成形的雙向放大轉(zhuǎn)發(fā)（AF）中繼系統(tǒng)的能效優(yōu)化算法。論文以求解系統(tǒng)最優(yōu)能量效率為出發(fā)點，主要工作包括以下兩部分：
　　1.針對雙向AF波束成形系統(tǒng)，考慮門限速率保障和節(jié)點發(fā)射功率約束，建立了系統(tǒng)能量效率優(yōu)化問題模型。為便于求解，本文首先將該問題拆分為兩個子問題，其中子問題1求解兩個源節(jié)點的發(fā)射功率，子問題2求解中繼節(jié)點的放大因子。其次，提出了兩種優(yōu)化算法，第一種算

3、法通過窮舉源節(jié)點的發(fā)射功率來求解最優(yōu)中繼節(jié)點的放大因子；第二種算法通過迭代的方法同時求解最優(yōu)發(fā)射功率和放大因子。與窮舉算法相比，上述兩種算法均在不同程度上降低了復(fù)雜度。最后，通過仿真驗證了這兩種算法的有效性，并研究了一些系統(tǒng)參數(shù)，如中繼選址，門限速率，發(fā)射功率限制，電路功率等對系統(tǒng)最優(yōu)能量效率的影響。
　　2.針對雙向AF波束成形系統(tǒng)，同時考慮門限速率保障、節(jié)點發(fā)射功率約束、誤碼率需求和傳輸速率比例公正，建立了系統(tǒng)能量效率優(yōu)化問題