Massive MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信的發(fā)展，移動用戶對通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。Massive MIMO系統(tǒng)通過在基站配置大規(guī)模天線，可在不增加額外系統(tǒng)帶寬的情況下，顯著的提高系統(tǒng)的速率，因而成為下一代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。但是Massive MIMO系統(tǒng)的射頻模塊成本和能源損耗隨基站天線數(shù)的增加而增加。為了滿足人們對綠色通信的需求，研究兼顧信號傳輸速率和系統(tǒng)功耗的能效優(yōu)化技術(shù)具有更加重要的實際意義。天線選擇和功率分配技術(shù)是Massive MIMO

2、系統(tǒng)提高能效的兩種重要技術(shù)，但在以往的研究中，能效優(yōu)化以找到最優(yōu)的發(fā)射天線子集為目的，忽略了發(fā)射天線數(shù)和發(fā)射功率對能效的影響，而功率分配時，通常假設(shè)基站為每個用戶平均分配功率，沒有對用戶不等功率分配時的能效進(jìn)行分析。針對這些問題，本文做了更深一步的研究，論文的主要工作如下：
　　1、在Massive MIMO系統(tǒng)中，聯(lián)合研究發(fā)射天線數(shù)和發(fā)射功率對能效的影響，證明了系統(tǒng)存在最優(yōu)的發(fā)射功率和發(fā)射天線數(shù)使能效最大，進(jìn)而提出了一種功率分配

3、和天線選擇聯(lián)合優(yōu)化算法求解最優(yōu)值。主要思想為，文中建立了同時考慮發(fā)射功率和電路功率的系統(tǒng)功耗模型，在此模型上，討論基站發(fā)射天線數(shù)和用戶數(shù)對功耗的影響。然后以能效最大化為優(yōu)化目標(biāo)，證明了能效分別是關(guān)于發(fā)射天線數(shù)和發(fā)射功率的凸函數(shù)，并利用凸優(yōu)化理論提出了聯(lián)合優(yōu)化算法求解最優(yōu)的發(fā)射功率和發(fā)射天線數(shù)。仿真結(jié)果證明了最優(yōu)解的存在性以及該聯(lián)合優(yōu)化算法提高能效的有效性。
　　2、針對Massive MIMO下行鏈路系統(tǒng)能效優(yōu)化問題，研究用戶不等