TD-LTE-A下行鏈路能量效率與頻譜效率的聯(lián)合優(yōu)化.pdf

1、二十一世紀(jì)以來(lái)，智能手機(jī)用戶數(shù)目呈爆炸式增長(zhǎng)，移動(dòng)臺(tái)對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來(lái)越高，推動(dòng)著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的不懈研究。自3GPP（the3rd Generation Partner Project）提出3G標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)線通信一改以文字、話音業(yè)務(wù)為主的傳統(tǒng)，全面進(jìn)入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)代。從中國(guó)特有的TD-SCDMA3G標(biāo)準(zhǔn)演變而來(lái)的TD-LTE-A（Time Division-Long TermEvolution-Advanced），因其特殊的

2、雙工模式，將在LTE-A的后續(xù)發(fā)展中扮演重要的角色。在未來(lái)的B4G、5G技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中，如何進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)通信的體驗(yàn)將是研究重點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，自3G時(shí)代開(kāi)始引入的MIMO（Multiple Input MultipleOutput）技術(shù)將會(huì)繼續(xù)發(fā)揮重要作用。
　　與此同時(shí)，新時(shí)代高速發(fā)展的移動(dòng)通信開(kāi)始面臨新的挑戰(zhàn)。目前資源與環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，包括通信在內(nèi)的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的能耗問(wèn)題引發(fā)了人們的關(guān)注，逐步成為新的研究熱點(diǎn)。在這一背景

3、下，綠色通信的概念應(yīng)運(yùn)而生。除了提升系統(tǒng)容量和頻譜效率外，改善系統(tǒng)功耗、提升能量效率，也漸漸成為TD-LTE-A的進(jìn)一步發(fā)展過(guò)程中的重要方向。
　　首先，本文對(duì)TD-LTE-A系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)介，回顧其發(fā)展歷程并介紹相關(guān)技術(shù)。隨后本文介紹了TD-LTE-A下行鏈路模型和研究場(chǎng)景，給出了資源分配和功率分配的常見(jiàn)算法。
　　接下來(lái)，針對(duì)綠色通信相關(guān)要求，文章對(duì)系統(tǒng)能量效率展開(kāi)研究。給出能量效率的計(jì)算方法，并且從資源分配和功率分配等角度

4、入手，研究能量效率的優(yōu)化。在研究能量效率過(guò)程中，本文不以單一能量效率為目標(biāo)，而是加入了用戶目標(biāo)速率、系統(tǒng)公平性等限制，更加符合實(shí)際系統(tǒng)的要求。仿真表明所提算法提升了能量效率，改善了系統(tǒng)公平性。
　　最后，本文研究了能量效率與頻譜效率的聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題。首先本文推導(dǎo)了頻譜效率與能量效率的關(guān)系閉式，并分析二者數(shù)值關(guān)系。隨后建立了聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題的模型，將頻譜效率作為限制條件納入考慮，并進(jìn)行了求解。在求解過(guò)程中使用了線性預(yù)編碼簡(jiǎn)化信干噪比形式，