【摘要】：無線通信系統(tǒng)的主要研究目標由2G(2nd Generation)階段的覆蓋優(yōu)先,到3G階段的容量優(yōu)先,逐步轉向到4G階段以及未來的能量效率(Energy Efficiency,EE)優(yōu)先。意在節(jié)能減排、綠色環(huán)保的“綠色通信”(Green Radio Communication)正逐漸成為未來無線移動通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。綠色無線通信系統(tǒng)中的資源分配技術在滿足系統(tǒng)頻譜效率(Spectral Efficiency,SE)需求前提下,通過子載波調度、功率分配甚至引入新的可再生能源,優(yōu)化通信系統(tǒng)的能量效率EE,并改善用戶間資源分配的公平性。本文分別針對三種無線通信系統(tǒng)的能量效率問題及優(yōu)化算法進行了研究及仿真。本文首先對(Frequency Division Multiplexing,FDM)系統(tǒng)進行了簡單的介紹,概述目前綠色無線通信領域的研究現(xiàn)狀以及現(xiàn)有資源分配算法的研究方向和研究成果,從而引出本文的研究內容,最后介紹論文的邏輯結構。第二章就正交頻分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)多用戶系統(tǒng)中的資源分配算法進行了研究。首先對傳統(tǒng)的幾種資源分配算法進行了簡單分析。接著針對用戶的能效公平性問題,提出了一種基于能量效率比例公平的資源分配算法。該算法在保證用戶傳輸數(shù)據率的前提下,最大程度滿足用戶間的能效比例公平要求,同時通過最優(yōu)傳輸功率閉式解提高系統(tǒng)的總體能效性能。第三章研究了單載波頻分多址(Single Carrier Frequency Division Multiple Access,SC-FDMA)的資源分配算法。針對SC-FDMA系統(tǒng)的單載波特性,將子載波進行分簇。首先討論了子載波按相同的個數(shù)分簇,不同分配方式下用戶的能效公平性及系統(tǒng)能效。同時比較等效信道指標,如信噪比(Channel gain to Noise Ratio,CNR)對系統(tǒng)性能的影響。針對連續(xù)子載波均勻分簇算法下系統(tǒng)能效較低的問題,提出了一種基于能效最優(yōu)的連續(xù)子載波非均勻分簇算法。該算法根據用戶信道質量動態(tài)配置各用戶占用連續(xù)子載波簇的大小,在保證用戶數(shù)據傳輸速率下,提高系統(tǒng)的總體能量效率。第四章研究了基于可再生能源的無線通信系統(tǒng)的資源分配算法。首先介紹了可再生能源的無線傳輸系統(tǒng)模型以及基于傳輸時間最小化的資源分配算法,通過仿真對該優(yōu)化算法的系統(tǒng)能效性能進行分析驗證。接著介紹了傳統(tǒng)能源輔助下可再生能源的資源分配問題,提出了一種高能效的雙能源混合使用算法,在可再生能源不一定能夠滿足傳輸任務要求的情況下,利用傳統(tǒng)能源輔助傳輸,同時充分使用可再生能源。最后總結全文,指出未來的研究工作與方向。
[Abstract]:The main research goal of wireless communication system is from 2G (2nd Generation) coverage priority to 3G capacity priority to 4G phase and future energy efficiency (Energy Efficiency,EE) priority. Green Communication (Green Radio Communication), which aims to save energy and reduce emissions, is becoming the development trend of wireless mobile communication system in the future. The resource allocation technology in green wireless communication system can meet the requirement of spectrum efficiency (Spectral Efficiency,SE), and even introduce new renewable energy through subcarrier scheduling, power allocation and even new renewable energy. The energy efficiency EE, of communication system is optimized and the fairness of resource allocation among users is improved. In this paper, the energy efficiency and optimization algorithms of three wireless communication systems are studied and simulated. Firstly, this paper introduces the (Frequency Division Multiplexing,FDM system, summarizes the current research situation in the field of green wireless communication, the research direction and the research results of the existing resource allocation algorithms, thus leads to the research content of this paper. Finally, the logical structure of the thesis is introduced. In chapter 2, the resource allocation algorithm in orthogonal frequency division multiple access (Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA) multiuser systems is studied. Firstly, several traditional resource allocation algorithms are simply analyzed. Then a resource allocation algorithm based on proportional fairness of energy efficiency is proposed to solve the problem of energy efficiency fairness. Under the premise of guaranteeing the data rate of user transmission, the algorithm can meet the requirements of fairness of energy efficiency ratio among users to the maximum extent, and improve the overall energy efficiency performance of the system by means of the optimal transmission power closed solution. In chapter 3, the resource allocation algorithm of single carrier frequency division multiple access (Single Carrier Frequency Division Multiple Access,SC-FDMA) is studied. According to the single carrier characteristics of SC-FDMA system, the subcarriers are clustered. Firstly, the energy efficiency fairness and system energy efficiency of users with the same number of subcarriers and different allocation methods are discussed. At the same time, the influence of equivalent channel indexes, such as SNR (Channel gain to Noise Ratio,CNR, on system performance is compared. In order to solve the problem of low energy efficiency in continuous subcarrier uniform clustering algorithm, a continuous subcarrier nonuniform clustering algorithm based on optimal energy efficiency is proposed. According to the user channel quality, the algorithm dynamically configures the size of the continuous subcarrier clusters occupied by each user, and improves the overall energy efficiency of the system under the guarantee of the user data transmission rate. In chapter 4, the resource allocation algorithm of wireless communication system based on renewable energy is studied. Firstly, the wireless transmission system model of renewable energy and the resource allocation algorithm based on transmission time minimization are introduced, and the system energy efficiency performance of the optimization algorithm is analyzed and verified by simulation. Then, this paper introduces the resource allocation problem of renewable energy under the aid of traditional energy, and puts forward a high energy efficiency dual-energy mixed use algorithm, which can not meet the transmission requirements of renewable energy. Use traditional energy to aid transmission, at the same time make full use of renewable energy. Finally, the paper summarizes the full text and points out the future research work and direction.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2289483