基于非正交多址的毫米波系统中能效功率分配技术研究

• 作 者: 文犇犇
• 出 处: 南京航空航天大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 非正交多址 毫米波通信 能量效率 功率分配 波束赋形

5G移动通信秉承着“绿色通信”的新兴理念,将会追求更高的能量效率,降低能源消耗。非正交多址接入技术作为5G主要候选接入方案,可以在相同的资源块上同时支持多个用户通信,进而有效地提高系统能量利用效率。此外,毫米波通信技术由于能够利用大量的空闲频段,有效提高通信质量,也被视为5G通信的关键技术之一。因此,本文将结合这两种技术,研究基于非正交多址的毫米波通信系统中能效功率分配算法,改善移动通信系统的能效性能,为5G“绿色通信”的实现奠定基础。本文的主要工作如下:1.研究基于非正交多址的毫米波通信系统下行链路中联合波束赋形设计和功率分配的能效优化方案。基于毫米波信道的特性,将联合能效优化问题拆分为一些子问题。针对这些子问题分别进行了功率分配优化以及波束赋形矢量的设计。借助坐标下降算法、KKT条件、凸松弛理论等,设计相应的功率分配方案。仿真结果表明,所提方案可以有效地提高系统的能量效率。2.研究基于非正交多址的毫米波通信系统上行链路中联合波束赋形设计和功率分配的能效优化方案。根据不同的用户解码顺序,建立两种能效联合优化问题模型。基于凸优化理论分别得到两种模型的能效优化结果,进而判决最优解码顺序。仿真结果验证了提出的上行能效功率分配方案的有效性。3.研究基于非正交多址的多用户配对毫米波通信系统的能效功率分配方案及其算法实现。将多个用户通过配对方案划分为不同的用户簇,进而设计混合预编码方案,在提高用户通信质量的同时,降低用户簇之间的干扰。考虑全连接式和部分连接式两种混合预编码架构,并采用有限分辨率波束赋形方案降低混合预编码的复杂度。仿真结果表明,所提的优化方案能够以较低的算法复杂度获得较高的能量效率。