分布式天線系統(tǒng)中能效優(yōu)化的技術研究.pdf

1、隨著移動通信技術的快速發(fā)展，人們在獲得高速率、高質(zhì)量、多業(yè)務服務的同時，通信系統(tǒng)的能量消耗也急劇增加，這促進了以降低系統(tǒng)能耗、提高系統(tǒng)能效為目標的綠色通信技術發(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)點而受到廣泛關注，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部署問題。為了對后面章節(jié)奠定必要的理論基礎，本文首先介紹了移動通信系統(tǒng)的無線信道理論，包括大尺度衰落和小尺度衰落

2、。于此同時，對分布式天線系統(tǒng)的傳輸架構(gòu)以及下行鏈路容量進行分析，介紹了常用的能效評價指標以及能耗模型。
　　本文對單用戶場景下分布式天線系統(tǒng)的能效進行了分析。根據(jù)約束條件建立能效最優(yōu)的優(yōu)化問題，為了解決該問題，本文引入相關引理和定理，將原優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一個兩步優(yōu)化求解過程。首先得到最優(yōu)的天線數(shù)，最后通過Lambert函數(shù)計算能效最優(yōu)所對應的分配功率。同時，與其他文章中所提的基于迭代求解Lambert函數(shù)算法進行計算復雜度比較。本文

3、所提算法可以和計算機窮搜算法保持相同的能效性能，同時可以明顯降低計算復雜度。
　　本文對混合用戶分布式天線系統(tǒng)場景下的DA部署問題進行了研究。不同用戶采用不同的功率加權因子加以區(qū)分，根據(jù)用戶的分布建立關于DA位置的優(yōu)化問題。為了更好地求解該問題，本文將最小均方距離準則推廣至最小加權均方距離準則，從而得到關于DA位置優(yōu)化的凸問題。最后，求得DA位置在極坐標系下的閉式解。于此同時，對其能效進行分析，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。
　　本文對混合用戶分布式天線系統(tǒng)場景下的功率分配進行了分析。不同于位置優(yōu)化時的用戶，這時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)化問題，由于其目標函數(shù)非凸性，本文引入了分式規(guī)劃及其相關引理對目標函數(shù)進行等效轉(zhuǎn)化。通過求解轉(zhuǎn)化問題在其對偶域的解可以得到一個迭代功率分配算法，該算法被證明能夠收斂到最優(yōu)能效。收斂性