分布式天线系统的能效_谱效性能分析及高能效设计.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目分布式天线系统的能效/谱效性能分析及高能效设计学科专业通信与信息系统学号201221260124作者姓名冯浩指导教师武刚副教授分类号密级注1UDC学位论文分布式天线系统的能效/谱效性能分析及高能效设计（题名和副题名）冯浩（作者姓名）指导教师武刚副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2015年4月28日论文答辩日期2015年5月22日学位授

2、予单位和日期电子科技大学2015年6月日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。PERFORMANCEANALYSISOFENERGYEFFICIENCY/SPECTRALEFFICIENCYANDHIGHENERGYEFFICIENTDESIGNINDISTRIBUTEDANTENNASYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemsAuthor:HaoFe

3、ngAdvisor:GangWuSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunications独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位

4、论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月摘要摘要分布式天线系统(DistributedAntennaSystem，DAS)已经被运用于第四代移动通信系统长期演进系统(LongTermEvolutionAdvanced，LTE-A)的异构网当中，被用于提升数据链路可靠性和频谱效率。考虑未来密集覆盖场景的需求，如何基于分布式天线架

5、构实现大规模天线系统仍是学术界和工业界关注焦点。然而，随着天线数目增加，为提供高速移动数据业务并提升小区边缘用户的体验速率，如何解决无线接入网络的功率消耗与频谱效率提升之间的矛盾成为网络部署和资源优化的焦点。此时，需要从能量效率(EnergyEfficiency，EE)重新思考网络部署和无线资源管理问题。仅从频谱效率的角度看，高功率，大带宽可以使得系统容量得到极大提升。但从能量效率的角度考虑，由于系统信号处理功耗以及电路静态功耗的存在，使得提高发射功率和增加带宽并不总是可以提高系统的能量效率，甚至反而会使能量效率下降。尤其针对分布式大规模天线系统，迫切需要新的资源管

6、理方法来提高无线通信系统的能量效率。本文的主要研究工作包括：1）以单小区单载波分布式天线系统为研究对象，重点分析了可达能量效率与用户位置的关系，并与集中式天线系统进行了比较；2）以采用正交频分复用技术（OrthogonalFrequencyDivisionMultiple，OFDM）的分布式天线系统为研究对象，提出了基于系统能量效率的资源分配方法，并且该方法考虑了用户间的速率公平性；3）以分布式大规模天线系统(LargeScaleAtennaSystem，LSAS)为研究对象，研究了将系统用户划分成簇后的高能量效率设计和资源分配问题。各章主要内容如下所示:第一章概述

7、了分布式天线系统的起源及发展，并简述了OFDM系统和LSAS系统的关于能量效率问题的研究现状，最后给出了本文主要内容和结构安排。第二章以能量效率作为性能指标，以单载波系统作为研究对象，分析并比较了单小区分布式天线系统与集中式天线系统的性能与用户位置的关系，推导了基于用户位置的能量效率的上下界，尤其针对小区边缘用户位置的能效性能进行了分析和仿真，接着针对多用户场景，分析了系统能效与频谱的关系。在单小区环境下的仿真结果表明，采用分布式天线系统可为小区边缘用户提供较集中式天线系统更好的能量效率，但可达能效与用户距离中心基站的距离呈非单调递减的关系，并且系统能效与谱效呈