下一代无线通信系统节能资源分配算法研究

【摘要】：近年来,随着移动通信宽带化的不断发展,网络规模的快速膨胀带来了基站耗能的快速上升,随之带来的巨大的成本压力,已严重影响到电信运营商的效益和发展。下一代无线通信系统节能降耗的资源分配方法的研究,不但符合国家“节能减排”和“绿色通信”的工业发展战略和国家可持续发展观的要求,而且具有一定的实际意义。 本文详细介绍了下一代无线通信系统中的两项关键技术OFDM和中继,并介绍了无线资源分配中几种经典的资源分配算法,为后文提出的节能算法作性能比较打下基础。首先,以‘'bits/joule"(能量利用率)作为系统节能性标准,为追求系统节能性最优,提出一种联合子载波资源和功率资源进行分配的节能算法。仿真结果表明,联合资源节能分配算法和单一资源分配的节能算法相比,明显改善了系统的节能性。联合资源节能分配算法的系统节能性也优于经典的贪婪算法。另外,还分析比较了下一代无线通信网络和传统无中继网络两者之间的系统节能性,前者系统节能性要优于后者。其次,采用微观经济学中效用理论来保证用户之间资源分配一定的公平性,并提出了一种基于效用理论的节能资源分配算法。仿真结果表明,在保证用户之间资源分配一定公平性情况下,基于效用函数的节能资源分配算法的系统节能效果要优于经典算法比例公平算法。最后,考虑到系统在追求其性能最优的时候,没有考虑用户成本的问题,提出了一种基于价格理论的节能分配算法。仿真结果表明,该算法改善了系统中用户服务的花费,从一定程度上保证了系统和用户之间交易的公平性,使系统节能性最优与用户成本最小化两者之间取得一个较好的折中效果。 【关键词】：节能资源分配 OFDM 中继 能量利用率 效用 价格理论
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 论文研究背景和意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 论文主要工作和内容安排14-15
• 第2章 相关关键技术与几种典型资源分配算法15-22
• 2.1 OFDM技术15-17
• 2.1.1 OFDM基本工作原理15
• 2.1.2 OFDM技术主要优缺点15-17
• 2.2 中继技术17-20
• 2.2.1 基本概念17-18
• 2.2.2 中继分类18
• 2.2.3 中继应用场景18-20
• 2.3 几种典型的无线资源分配算法20-22
• 2.3.1 轮询资源分配算法20
• 2.3.2 贪婪资源分配算法20
• 2.3.3 比例公平资源分配算法20-22
• 第3章 节能资源分配算法22-36
• 3.1 引言22
• 3.2 系统模型22-26
• 3.2.1 网络模型22-23
• 3.2.2 传输模型23-25
• 3.2.3 系统帧结构25-26
• 3.3 系统问题描述26-28
• 3.4 系统节能资源分配算法28-32
• 3.4.1 子载波资源节能分配算法28-30
• 3.4.2 功率资源节能分配算法30-31
• 3.4.3 联合资源节能分配算法31-32
• 3.5 性能仿真验证32-36
• 3.5.1 仿真参数设置32
• 3.5.2 仿真结果32-36
• 第4章 基于效用理论和价格理论的节能资源分配算法36-49
• 4.1 基于效用理论的节能资源分配算法研究36-43
• 4.1.1 引言36
• 4.1.2 效用函数36-38
• 4.1.3 系统问题描述38-40
• 4.1.4 基于效用理论的节能资源分配算法40-43
• 4.2 基于价格理论的节能资源分配算法研究43-44
• 4.2.1 引言43
• 4.2.2 系统问题描述43-44
• 4.2.3 基于价格理论的节能资源分配算法44
• 4.3 性能仿真验证44-49
• 4.3.1 仿真参数设置44-45
• 4.3.2 仿真结果45-49
• 结论49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-56
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文56

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