基于能效的分布式天線系統(tǒng)資源管理策略研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，通信給人們帶來(lái)生活上的許多便利。然而，環(huán)境保護(hù)問題和能量資源短缺問題也隨著通信產(chǎn)業(yè)的能耗增加而日益突出。據(jù)報(bào)道，在目前全球范圍的能量消耗中，通信行業(yè)所產(chǎn)生的耗能大約占5％-10%。在未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展中，如果一味追求速度提升，忽略它產(chǎn)生的巨大能量損耗，將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)，投入產(chǎn)出能效比持續(xù)下降，甚至將導(dǎo)致通信環(huán)境的惡化。因此，在能源短缺的今天，如何提高能量效率、構(gòu)建綠色通信環(huán)境成為一個(gè)十分緊迫的熱點(diǎn)

2、問題。
　　作為未來(lái)蜂窩網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，分布式天線系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的集中式天線系統(tǒng)在覆蓋率、系統(tǒng)容量、能量效率上有著更加突出的表現(xiàn)。本文首先選取了分布式天線系統(tǒng)的能效指標(biāo)模型，選用單位能量所能承載的系統(tǒng)容量值作為系統(tǒng)的能效值。之后，基于天線部署半徑以及天線數(shù)量?jī)蓚€(gè)方面研究了分布式天線系統(tǒng)的最佳天線部署方案，提出了四種基本模型，針對(duì)單用戶小區(qū)和多用戶小區(qū)兩種場(chǎng)景，對(duì)系統(tǒng)能效值最優(yōu)解進(jìn)行推導(dǎo)。仿真結(jié)果表明，最佳天線部署半徑由天線數(shù)量決定，

3、而天線數(shù)量與小區(qū)半徑和用戶數(shù)有關(guān)。分布式天線系統(tǒng)中存在最佳天線數(shù)量和部署半徑使得系統(tǒng)能效值達(dá)到最大，并且優(yōu)于傳統(tǒng)的集中式天線系統(tǒng)。
　　最后，本文結(jié)合天線最佳部署方案，提出天線最佳功率分配算法。通過拉格朗日乘子法、KKT條件，以及加步探索法，對(duì)能效目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解，并采用Matlab軟件模擬仿真，針對(duì)DAS無(wú)功率分配方案以及傳統(tǒng)集中式天線方案的能量效率進(jìn)行對(duì)比分析。仿真結(jié)果表明，本文提出的功率分配算法相較于無(wú)功率分配方案的DA