双向放大转发中继系统的能效优化算法研究

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1、巧聲毛丢种裁鑄圓硕±学位论文胃国筆Ｉ双嫌城发巾觀麵能效优化算法研究画讓指导教师姓名、职称李靖副教授＾申请学位類Ｉｘ＾ｍ±１圍学校代码１０７０１学号１３０１１２０１０４分类号ＴＮ９２．密级公开西安电子科技大学硕壬学位论文双向放大转发中继系统的能效优化算法研究作者姓名：王胤舒一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕±指导教师姓名、职称：李靖副教授学院：通信工程学院提交日期：２０１６年３月ResearchonE

2、nergyEfficiencyOptimizationAlgorithmforTwo-WayAmplify-and-forwardRelayingSystemsAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByWangYinShuSupervisor:LiJingAssociateProfessorMarch2016西安电子科技大学学位

3、论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢＞中所罗列的内容１＾１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一为获得西安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。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。王诚啸口从丢如本人签名：日期：２西安电子科技大学关于论文使用授权的说明

4、本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，允许采用影目Ｐ、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论。文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学保密的学位论文在解密后适用本授权书。＿＿年本人签名：：王胤错导师签名专讀。、。ｋ＇、）日期：日期：心］摘要摘要随着无线通信系统能量消耗的高速增长以及全球变暖

5、等问题的凸现，提高系统的能量效率（EE）成为无线通信领域的一个研究热点。中继技术通过中继节点的协助来完成两个信源节点的信息交互，与传统的单向中继技术相比，双向中继技术减少了完成一次传输所需的时隙数，可以显著提升系统的频谱效率（SE）。波束成形技术作为一种重要的多输入多输出（MIMO）技术，将其应用到双向中继系统中能够提升系统的频谱效率，然而，双向中继技术和多天线传输会导致系统能耗的增加，因此，系统的能量效率是否得到提升并不明确。本文重点研究基于波束成形的双向放大转发（AF）中继系统的能效优化算法。论文以求解系统最优能量效率为出发点，主要工作包括以

6、下两部分：1.针对双向AF波束成形系统，考虑门限速率保障和节点发射功率约束，建立了系统能量效率优化问题模型。为便于求解，本文首先将该问题拆分为两个子问题，其中子问题1求解两个源节点的发射功率，子问题2求解中继节点的放大因子。其次，提出了两种优化算法，第一种算法通过穷举源节点的发射功率来求解最优中继节点的放大因子；第二种算法通过迭代的方法同时求解最优发射功率和放大因子。与穷举算法相比，上述两种算法均在不同程度上降低了复杂度。最后，通过仿真验证了这两种算法的有效性，并研究了一些系统参数，如中继选址，门限速率，发射功率限制，电路功率等对系统最优能量效率

7、的影响。2.针对双向AF波束成形系统，同时考虑门限速率保障、节点发射功率约束、误码率需求和传输速率比例公正，建立了系统能量效率优化问题模型。首先将该优化问题拆分成两个子问题，其中子问题1求解一个源节点的发射功率，子问题2求解另外一个源节点和中继节点的发射功率。其次，提出了一种迭代优化算法，该算法通过穷举子问题2中源节点的发射功率来求解其余节点的发射功率。与穷举算法进相比，这种算法降低了复杂度。最后，通过仿真验证了这种算法的有效性，并研究了一些系统参数对能量效率的影响。关键词：能量效率，双向中继，波束成形，优化算法IABSTRACTABSTRACT

8、Withthefast-growingenergyconsumptioninwirelesscommunicationsystemand