空間相關(guān)信道下基于能效的MIMO傳輸分集模式選擇.pdf

1、隨著移動通信業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，人們對于高速數(shù)據(jù)通信的需求越來越大。與此同時，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動終端和移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量都呈指數(shù)增長。然而無線通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展帶來了無線通信產(chǎn)業(yè)的能耗問題。無線通信系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的CO2排放量占了整個工業(yè)CO2排放量很大的比重，并且每年都在高速增長。這將會嚴(yán)重影響我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，因此無線通信系統(tǒng)能耗產(chǎn)生的生態(tài)問題越來越得到重視。同時通信產(chǎn)業(yè)的能耗問題不僅僅是生態(tài)問題，而且是經(jīng)濟成本問題。每年

2、各大無線網(wǎng)絡(luò)運營商都需要花費很大的支出用于解決無線通信基站的能耗問題。因此，研究如何降低通信系統(tǒng)的能耗，設(shè)計更加高能效的系統(tǒng)具有著極為重要的現(xiàn)實意義，并且迫在眉睫。
　　MIMO技術(shù)作為3G和4G中的主要技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實的無線通信系統(tǒng)中。MIMO技術(shù)使用多天線發(fā)送和接收，能夠極大降低系統(tǒng)的中斷概率、提高系統(tǒng)的傳輸速率。但是多天線處于工作時，每根天線都會產(chǎn)生相應(yīng)的電路功耗，這會導(dǎo)致MIMO系統(tǒng)產(chǎn)生很大的能耗。這與我們追求高效、綠

3、色通信的目標(biāo)背道而馳。所以如何減少MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)能耗成為了研究熱點。至今，MIMO的能效問題已經(jīng)有了一些研究結(jié)果。這些研究基本上都是從硬件、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層三個方向的研究。但是MIMO系統(tǒng)能效問題的研究并不完善，還有很多問題一直在被研究。例如鏈路層方向的研究很多都沒有考慮空間相關(guān)性、有些研究只考慮了MISO場景卻沒有考慮MIMO場景。因此本文我們研究了空間相關(guān)MIMO分集系統(tǒng)下的模式選擇問題。希望通過傳輸方式和發(fā)送接收天線數(shù)的選擇使M

4、IMO系統(tǒng)工作在最低能耗狀態(tài)下。
　　本文的研究思路是首先計算不同傳輸方式下的系統(tǒng)能耗，分析不同傳輸方式下系統(tǒng)能耗的特性，然后提出模式選擇策略。主要研究內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下:
　　空間相關(guān)信道下基于能效的MISO分集系統(tǒng)模式選擇:MISO傳輸系統(tǒng)是現(xiàn)實通信中的一個很普遍的系統(tǒng)，移動終端由于處理能力只采用單天線接收數(shù)據(jù)。發(fā)送端即基站采用多天線發(fā)送數(shù)據(jù)，并可以使用發(fā)送天線選擇和波束賦形兩種分集發(fā)送方式。我們設(shè)定發(fā)送端和接收端都已知完美

5、信道狀態(tài)信息。我們通過理論推導(dǎo)得到了發(fā)送天線選擇系統(tǒng)和波束賦形系統(tǒng)的系統(tǒng)能耗表達(dá)式。并根據(jù)不同系統(tǒng)的能耗公式特性，我們提出了一種空間相關(guān)MISO場景下基于能效的模式選擇策略。最后仿真中我們展示了空間相關(guān)性對于能效的影響以及我們提出的模式選擇策略的優(yōu)勢。
　　空間相關(guān)信道下基于能效的MIMO分集系統(tǒng)模式選擇:MIMO系統(tǒng)相比于MISO系統(tǒng)更加復(fù)雜，在接收端可以采用多天線。同時接收端可以采用接收天線選擇和最大合并比接收兩種分集接收方式