自适应软频率复用的能效优化算法研究

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1、分类号TP393.02密级公开UDC621.3学位论文编号D-10617-308-(2016)-01066重庆邮电大学硕士学位论文中文题目自适应软频率复用的能效优化算法研究英文题目ResearchonEnergyEfficiencyOptimizationAlgorithmforAdaptiveSoftFrequencyReuseScheme学号S130101071姓名霍留伟学位类别工学硕士学科专业信息与通信工程指导教师万晓榆完成日期2016年6月8日重庆邮电大学硕士论文摘要摘要随着智能移动终端的增多和用户通信数据流量的增长，移动通信系统正面临着小区间干扰和能效两

2、大问题的挑战。蜂窝覆盖半径的缩小和大量低功耗节点的部署导致小区间干扰问题越来越严重，同时系统能耗也非常大，给通信企业的成本投入和节能减排带来了巨大压力，为此采用软频率复用技术协调小区间干扰和对蜂窝网络的能效进行优化具有重要的实际意义。软频率复用技术(SoftFrequencyReuse,SFR)具有较高的频谱利用率，是目前研究比较多的一种干扰协调技术，本文重点对软频率复用技术及其能效优化算法进行研究。具体研究工作如下：1.本文梳理了国内外无线通信网络架构研究现状，整理出5G系统可能使用的关键技术，并尝试着构建5G系统的网络架构模型，分析网络中存在的干扰和SFR技术

3、的应用场景；接着对SFR的关键技术进行分析和介绍，提出自适应软频率复用技术应用的优势。2.基于自适应软频率复用技术的多小区能效优化算法研究。目前针对软频率复用技术下的能效优化算法研究大多数是基于单蜂窝，为了进一步提升系统干扰协调的性能和系统能效，本文对自适应软频率复用技术的多小区系统能效优化问题展开研究。由于系统能效优化问题是分式规划，很难直接进行求解，因此本文利用连续凸逼近、拉格朗日对偶、KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件等方法将分式规划转化成一系列容易求解的凸优化问题；最后基于凸优化理论，采用次梯度迭代算法对小区中的用户进行功率分配来最大化系统

4、的能效。仿真结果表明，本文所提出的多小区系统能效优化算法，相比传统的单小区能效优化算法，系统吞吐量和能效都有所提升。关键字：自适应软频率复用，能效优化，分式规划，连续凸逼近重庆邮电大学硕士论文AbstractAbstractWiththeincreaseofintelligentmobileterminalsandthegrowthofusercommunicationdatatraffic,themobilecommunicationnetworkisfacingtwomajorchallenges:inter-cellinterferenceandenergy

5、efficiency.Withcellularnetworkcoverageradiusreductionandalargenumberoflowpowernodesdeployment,inter-cellinterferenceproblemisbecomingmoreandmoreserious.Atthesametime,theenergyconsumptionofthesystemincreasequickly,whichhasbeenbroughtthehugepressuretocommunicationsservicescompanyandenvi

6、ronmentalprotection,soresearchforinterferencecoordinationandoptimizationeffectivenesshaspracticalsignificance.SoftFrequencyReuse(SFR)hashighspectrumutilizationrate,whichiscurrentlyresearchwidelyforinterferencecoordination.Therefore,inthispaper,wewillfocusonanalyzingthesoftfrequencyreu

7、setechnologyandresearchingitsenergyefficiencyoptimizationalgorithm.Thespecificresearchworksinthispaperasfollows:Firstly,thispaperreviewsresearchstatusof5Gwirelesscommunicationnetworkarchitectureindomesticandforeign,sortingoutthe5Gsystemmayusethekeytechnologies,andattemptstoconstructam

8、odelo