面向绿色节能的分布式中继策略和动态频谱管理的研究

【摘要】：当今是个通信技术高速发展的时代,特别是第四代移动通信系统的出现,给人们带来了高速率高质量的服务体验。随着移动用户的增多,能耗问题也越来越明显。虽然移动通信技术的研究还在持续快速的进行着,但是现有的研究主要是从提高性能的角度来考虑的,很少研究是直接从节能角度考虑的。近年来,绿色通信的声音逐渐响起,国内一些运营商也开始以节能减排为目标,关注和呼吁绿色通信。 在无线移动通信领域,LTE-A的出现带来了许多新技术,其中的中继技术和频谱聚合技术在解决能耗问题上起到了巨大作用。 本文第一个研究部分针对协作中继技术,从绿色节能的角度展开研究。在源节点和中继节点的功率分配上提出能量最优的功率分配算法,在该算法中根据求解问题的特征创新性地利用了分类图解的方法巧妙地解决了非线性条件约束下的最值问题。在中继的选择上,本文结合能量最优功率分配算法提出了节能分布式中继选择策略,用于选择最节能的中继节点。 本文的第二个研究部分针对协作中继与频谱聚合技术相结合的频谱管理,分别从单中继单频谱协作,单中继复频谱协作,多中继单频谱协作,多中继复频谱协作四种传输模式以节能的角度进行了研究与分析。特别针对多中继情况下的两种不同模式分别提出了两种节能的动态频谱管理策略。在两种动态频谱管理策略中,使用了图表法为问题建模并采用了回溯算法和贪心算法分别对两个问题进行了求解。这两种动态频谱管理策略都具有十分高效的节能效率。 【关键词】：协作中继 分布式中继策略 动态频谱管理 绿色通信
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 概述9-15
• 1.1 移动通信的发展9-11
• 1.2 移动通信节能技术11-13
• 1.3 研究内容和论文架构13-15
• 第二章 协作中继及频谱聚合技术15-29
• 2.1 引言15
• 2.2 协作中继技术15-21
• 2.2.1 分集技术15-16
• 2.2.2 协作中继的基本思想16-17
• 2.2.3 协作中继的基本协议17-19
• 2.2.4 中继选择算法研究现状19-20
• 2.2.5 功率分配策略研究现状20-21
• 2.2.6 协作中继的节能原理21
• 2.3 频谱聚合技术21-26
• 2.3.1 频谱聚合的研究现状22-23
• 2.3.2 频谱聚合的分类23-24
• 2.3.3 频谱感知与频谱聚合24-25
• 2.3.4 频谱聚合的未来发展趋势25-26
• 2.3.5 频谱聚合的节能原理26
• 2.4 协作中继与频谱聚合的结合技术26-28
• 2.4.1 频谱分配27
• 2.4.2 频谱管理27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 面向节能的分布式中继策略研究29-44
• 3.1 引言29
• 3.2 节能分布式中继策略29-37
• 3.2.1 协作中继的系统模型30-31
• 3.2.2 性能最优化的功率分配策略31-32
• 3.2.3 能量最优化的功率分配策略32-35
• 3.2.4 节能分布式中继选择策略35-37
• 3.3 仿真结果与性能分析37-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 认知中继网络中节能动态频谱管理方案44-63
• 4.1 引言44
• 4.2 单中继协作传输模式的频谱管理44-46
• 4.3 多中继协作聚合模式的频谱管理46-56
• 4.3.1 多中继单频谱协作聚合模式的模型建立47-50
• 4.3.2 采用回溯算法的动态频谱管理策略50-52
• 4.3.3 多中继复频谱协作聚合模式的模型建立52-54
• 4.3.4 采用贪心算法的频谱管理策略54-56
• 4.4 节能动态频谱管理模型56-58
• 4.5 仿真结果与性能分析58-61
• 4.6 本章小结61-63
• 第五章 结束语63-65
• 5.1 内容总结63-64
• 5.2 下一步工作与展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69

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