【摘 要】
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分布式天线系统是无线移动通信的研究热点。与传统的集中式天线系统比较,分布式天线系统易于部署,远程天线单元的功耗低、尺寸小,拉近了用户与天线之间的距离,大大提高了系统容量,改善了小区边缘的覆盖。与此同时,随着人们对高速率、高质量、多业务的服务需求与日俱增,通信系统的能量消耗也急剧增加,促进了以降低系统能耗、提高系统能效为目标的绿色通信技术的发展,如能量收集(EH,Energy Harvesting)
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分布式天线系统是无线移动通信的研究热点。与传统的集中式天线系统比较,分布式天线系统易于部署,远程天线单元的功耗低、尺寸小,拉近了用户与天线之间的距离,大大提高了系统容量,改善了小区边缘的覆盖。与此同时,随着人们对高速率、高质量、多业务的服务需求与日俱增,通信系统的能量消耗也急剧增加,促进了以降低系统能耗、提高系统能效为目标的绿色通信技术的发展,如能量收集(EH,Energy Harvesting)技术、无线携能通信(SWIPT,Simultaneous Wireless and Power Transfer)技术等。基于此,本文在应用SWIPT的多用户EH分布式天线系统中研究了下行链路的能效优化问题,具体如下:
首先,在下行通信链路中建立了一个多用户EH分布式天线系统模型,其中远程天线单元能够进行能量收集,接收机应用SWIPT技术。在考虑用户信息速率约束和最小收集能量约束下,形成了基于能效最大化的目标优化问题。为了求解该优化问题,对问题做了一系列的问题转化和分解,从而完成了数学分析,获得了一种多用户EH分布式天线系统的能效优化算法,并获得了优化的功率分裂比和能量分配因子。为了验证这一模型,本文用Matlab对系统模型进行了仿真验证,取得了良好的结果。
其次,在上述基础上,考虑系统中的用户间干扰,包括同一远程天线单元及它接入用户对目标用户的干扰和其它远程天线单元接入用户对目标用户的干扰,对下行多用户EH分布式天线系统的能效优化问题做了进一步的研究。利用迫零(ZF,Zero Forcing)预编码技术消除用户间的干扰,并将能效优化问题转化为用户功率分配和功率分裂比的联合优化问题,完成了数学分析,解决了优化问题。仿真结果表明该方法可以有效消除用户间的干扰,提高系统的能量效率。
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