基于中继的ofdm系统能效优化算法研究

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1、、１０单位代码：２９３密级：硕女《像裕Ａ式Ｕ４嗦Ａ诗哪论文题目：基于中鄉的ＯＦＤＭ系统能效优化算法研究？＊Ｉ■＞．？片‘；‘＼；１０１３０１０２１２学号姓名—？ｉｉｉ朱埼导师通信与信息系统学科专业研究方向移动通信与无线技术申请学位类别工学魁论文提交日期型年Ｊ．＿ＪResearchonEnergy-EfficientResourceAllocationAlgorithmsinOFDMRelaySystemsThesisSu

2、bmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByZhangQianSupervisor:Prof.ZhuQiMarch2016南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过。的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一与我

3、同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任旅讳■硏巧生签名：日期：２＾心１弓南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可＾＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质一论文的内容相致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研巧生院办理。涉

4、密学位论文在解密后适用本授权书。屋、狂巧＇研究生签名：导师签名：条日期卢ＷＩ摘要随着智能手机的发展，移动互联网络成为人们交流、分享、购物、视频娱乐等等连接一切的基础保障，因此人们对移动通信网络质量的要求越来越高。正交频分复用(OFDM)技术和中继通信能满足无线通信系统高速率和广覆盖的要求，为了降低网络能耗、提高无线通信网络能源使用效率，绿色通信技术逐渐进入人们的视野。三者的巧妙结合是当前通信网络中一个实用的研究方向。本文主要研究了基于能效的中继OFDM系统资源分配算法，分别针对单中继单用户、单中继多用户以及多中继多用户三种不

5、同的场景分别给出了相应的自适应资源分配算法，本文的主要研究内容如下：(1)在单中继多用户OFDM系统中，中继采用放大转发模式，结合功率优化分配与子载波配对，提出了一种以能量效率最大化为目标的优化算法。该算法引入分数规划Dinkelbach方法，将分式目标函数转换成整式凸规划函数，降低运算复杂度；利用对偶方法进一步推导出基站端与中继端功率独立受限情况下各子载波的功率分配。仿真结果表明，与最大化系统容量算法相比，该算法在保证一定码元速率的前提下，能够获取更好的能效，提升了整个系统性能。(2)在下行多用户OFDM协作网络中，给出基于时间平均的

6、子载波和功率联合分配改进算法。该算法以最大化能效对数之和为目标，最优化问题分为两步求解。首先，考虑用户在系统当前时刻之前的信道状态，合理分配子载波，保证公平性；其次，通过平均分配基站端子载波上的功率，获取中继端功率最优分配，再根据获得的中继端子载波上的功率分配获取基站端最优功率分配，如此循环迭代直至两端功率分配最优。仿真结果表明该算法收敛较快，在降低复杂度的同时保证了系统性能。(3)在多中继多用户的OFDM场景下，提出一种兼顾公平性的能效资源优化分配算法，算法以最大化单位功率下用户能效对数和为目标，通过设置最低速率限制保证用户公平。在最

7、优化求解的过程中，首先将优化目标由分式转化为整式，降低运算复杂度，然后利用凸规划联合优化功率和子载波，最后引入对偶规划、次梯度迭代以及功率注水的方法获取最优解。仿真结果表明，该算法在吞吐量和公平性方面有一个很好的折中，在保证一定吞吐量的前提下有效提升了系统能量效率。关键词:正交频分复用，无线中继，能量效率，功率分配，子载波配对IAbstractWiththedevelopmentofintelligentmobilephones,mobilenetworkhasbecomethebasicguaranteeforthecommunica

8、tion,sharing,shopping,videoentertainment,andsooninhumanlife.Therefore,peopledemandmoreandmorehighqualit