混合供電中繼系統(tǒng)中的能效優(yōu)化問(wèn)題研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信的發(fā)展和智能手機(jī)的普及，無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的全球碳排放量也急劇增加，為此提出了“綠色通信”的口號(hào)，其目標(biāo)是節(jié)能減排，提高能效。中繼作為一種有效的節(jié)能手段，可以將遠(yuǎn)距離的傳輸分割為多個(gè)短距離的傳輸，從而降低源節(jié)點(diǎn)的能耗;然而中繼自身的能耗也增加了系統(tǒng)的總能耗。而近年來(lái)比較熱門的能量收集(Energy Harvesting，EH)技術(shù)，可以從外界的可再生能源中收集并存儲(chǔ)能量，這些能源包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、熱能、動(dòng)能和濃度差能等。能量收集技

2、術(shù)可以用來(lái)給中繼供電，從而解決能耗問(wèn)題。能量收集技術(shù)一方面利用了原本可能會(huì)被浪費(fèi)掉的能量，可以實(shí)現(xiàn)零碳排放，但是另一方面，這些收集來(lái)的可再生能量的大小和獲得時(shí)間具有很強(qiáng)的隨機(jī)性，無(wú)法保證長(zhǎng)時(shí)間的通信質(zhì)量。因此，本研究提出了一種混合供電的中繼系統(tǒng)，即源節(jié)點(diǎn)或基站由傳統(tǒng)的電網(wǎng)能源供電，中繼由能量收集設(shè)備收集到的能量供電以輔助源節(jié)點(diǎn)或基站進(jìn)行通信。此外，考慮到實(shí)際通信系統(tǒng)中的非理想電路功耗，我們?cè)诨旌瞎╇娭欣^系統(tǒng)中引入了休眠機(jī)制。
　　

3、在實(shí)時(shí)混合供電中繼系統(tǒng)中，根據(jù)每個(gè)時(shí)隙中繼收集到的不同能量大小，本文研究了如何優(yōu)化每個(gè)時(shí)隙內(nèi)的發(fā)送功率和工作時(shí)間長(zhǎng)度，使每個(gè)時(shí)隙的能效最優(yōu)且其平均吞吐量能夠滿足給定的平均吞吐量需求。利用擬凸優(yōu)化方法，本文提出了一種實(shí)時(shí)混合供電中繼系統(tǒng)中的能效最優(yōu)傳輸策略，并分析了該傳輸策略下系統(tǒng)的能效和容量特性。
　　在延時(shí)容忍的通信系統(tǒng)中，根據(jù)在一段給定時(shí)間內(nèi)的每個(gè)時(shí)隙中繼收集到的不同能量大小，本文研究了如何優(yōu)化每個(gè)時(shí)隙內(nèi)的發(fā)送功率和工作時(shí)間長(zhǎng)