多用戶MIMO系統(tǒng)能效問題的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，各種多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)急劇增加。為了提高傳輸速率，保證傳輸質(zhì)量，通信系統(tǒng)需要消耗更多的能源，但是大量的能源消耗帶來的環(huán)境問題不容小覷。為了節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，綠色無線通信的概念應(yīng)運而生。所謂的綠色無線通信就是在保證一定傳輸質(zhì)量的前提下最小化通信系統(tǒng)的能耗。能量效率是綠色無線通信的重要性能衡量指標(biāo)，它聯(lián)合考慮了系統(tǒng)的能耗和系統(tǒng)的傳輸速率，具有更為實際的研究價值。多輸入多輸出（Multiple Input Multiple

2、 Output，簡稱MIMO）技術(shù)可以有效的利用空間資源獲取分集復(fù)用增益，因而已經(jīng)成為未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文對多用戶MIMO系統(tǒng)上行鏈路的能效優(yōu)化問題進(jìn)行了深入研究。首先建立了一個能量效率模型，以最大化系統(tǒng)能效為優(yōu)化目標(biāo)。在不考慮功率約束的場景下提出了兩種不同的自適應(yīng)功率分配算法，仿真結(jié)果顯示兩種算法可以獲得相似的能效性能。然后分析了系統(tǒng)其他參數(shù)，如：用戶數(shù)，發(fā)射天線數(shù)，接收天線數(shù)，對通信系統(tǒng)性能的影響。在考慮功率約束

3、的場景下，研究用戶功率約束對系統(tǒng)性能的影響。研究基于遍歷容量的多用戶MIMO系統(tǒng)上行鏈路的能效優(yōu)化問題，具有更加實際的意義。文中建立一個包括大尺度和小尺度衰落的信道模型，在對采用迫零檢測技術(shù)多用戶MIMO信道容量進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，經(jīng)過理論推導(dǎo)給出系統(tǒng)的遍歷容量表達(dá)式。然后在高信噪比的通信條件下，給出系統(tǒng)遍歷容量的近似表達(dá)式。最后提出基于遍歷容量的能效優(yōu)化問題，并在滿足一定傳輸功率約束的前提下，對能效進(jìn)行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明通過優(yōu)化可以