基于中继协作的无线蜂窝网络能效研究

【摘要】随着现代移动通信技术的飞速发展,人们希望在任何时间、任何地点都能与任何人或者物进行自由通信,基于中继协作技术的无线蜂窝网络的出现使传统无线蜂窝网络一直存在的覆盖和容量等诸多问题迎刃而解,中继协作技术成为了满足未来无线通信网络高速接入、大容量和优质服务需求的极具发展前景的方案。另一方面,人们不断提高的通信需求,使通信产业的能耗问题日益严重。在今天,绿色环保节能减排已然成为全球关注的热点问题。因此,在满足无线蜂窝网络不断增长的通信业务需求的同时,缓解无线蜂窝网络能量消耗,提升无线蜂窝网络能量效率势在必行。本文介绍了现有无线蜂窝网络所面临的无线资源紧张及网络能耗高等问题,阐述了引入中继协作技术的必要性,并在已有的研究基础上,归纳总结了中继协作通信系统模型、中继协作技术的特点、分类、应用及能量效率的度量方式。提出了两种能量高效协作传输方案,分别是基于视频业务的能量高效协作传输方案和基于解码转发的能量高效协作传输方案。前者在满足目前大量智能手机用户对数据及视频业务的需求的条件下,根据传统语音业务与数据及视频业务在业务特征和业务需求上存在的较大差异性,采用中继协作传输方案,建立了系统模型和数据传输模型,给出了视频传输过程的解析表达式,并针对用户即时请求与过去状态相互独立的特点,将动态规划算法与马尔可夫决策过程相结合,解决了用户请求过程中的相关问题,仿真验证表明,网络中存在大量热点视频时,本文提出的协作传输方案可以有效的提高网络能效。后者综合考虑了链路干扰因素、中断概率及SINR需求,详细分析了直接传输和协作传输的链路性能,并基于半双工解码转发中继协作传输模式,给出了功率控制算法的解析表达式,通过解决非凸优化问题,得到全局最优解,系统仿真结果表明,与传统的无中继协作的蜂窝网络传输机制和普通两跳中继蜂窝通信系统传输机制相比,本文所提出的协作传输模式可以有效的改善通信系统的能量消耗。
【作者】秦立静；
【导师】薛建彬；
【作者基本信息】兰州理工大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】中继协作；无线蜂窝网络；能量效率；视频业务；解码转发；

【参考文献】
[1]乔虹.某多用途乘用车换挡规律的研究[D].吉林大学,车辆工程,2012,硕士.
[2].《浙江大学学报(农业与生命科学版)》稿约[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2015,02:245.
[3]高丽娇.Ti_3Al和Ti_2AlNb合金的扩散连接工艺及机理研究[D].哈尔滨工业大学,材料工程,2013,硕士.
[4]易华.从行政型治理到经济型治理[D].湖南师范大学,政治经济学,2004,硕士.
[5]邓水香.降钙素原与单纯脑外伤患者病情严重程度、并发症以及预后的关系[D].复旦大学,急诊医学,2012,硕士.
[6]李爽.适配体与氧化石墨烯相互作用的原理及应用[J].河南科技,2014,12:196-198.
[7]孙立峰.高速旋转接头的研制[J].一重技术.2000(02)
[8]刘婧.视频终端作业者干眼症情况调查[D].大连医科大学,眼科学,2012,硕士.
[9]刘瑞显,陈兵林,王友华,郭文琦,周治国.氮素对花铃期干旱再复水后棉花根系生长的影响[J].植物生态学报,2009,02:405-413.
[10]徐丹丹.国有企业养老服务的社会化管理问题研究[D].首都经济贸易大学,劳动经济学,2014,硕士.
[11]苏玉鑫,段宝岩.一种新型非线性PID控制器[J].控制与决策,2003,01:126-128.
[12]李春竹.埋地管道阴极保护监测探头及防护层质量评价的研究[D].天津大学,应用化学,2004,硕士.
[13]邱元.我国农村劳动力流动的影响因素研究[D].浙江大学,2014.
[14]林连杰.山东省部分优秀自由式摔跤运动员“力量耐力”素质的实验研究[D].山东体育学院,体育教育训练学,2012,硕士.
[15]郑炜.血糖波动与糖尿病微血管病变相关性的研究[D].桂林医学院,内科学内分泌,2012,硕士.
[16]王锡胜.我国农业人力资源管理与开发的战略研究[D].东北农业大学,种植,2003,硕士.
[17]孙婷婷.小学数学教师培训内容有效性的研究[D].首都师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[18]钟炜.流域梯级水电站联合优化调度辅助决策系统研究[D].天津大学,2007.
[19]王绍臣.“人力资源能力”建设与组织、人事、劳动管理刍议[J].未来与发展.2003(05)
[20]王洁.水稻土壤水分最适点及适宜控制范围试验研究[D].扬州大学,水利水电工程,2011,硕士.
[21]李劲.乌鲁木齐VLBI站的一种新定标方案[J].宇航计测技术.1997(03)
[22]沈德平.超临界CO_2一步法合成碳酸二甲酯的研究[D].浙江工业大学,2013.
[23]黄思聪.基于作业成本法与挣值法对目标成本法的完善[D].广东财经大学,会计学,2014,硕士.
[24]王静.人力资源从业者内隐领导观的结构探究[D].鲁东大学,应用心理（专业学位）,2013,硕士.
[25]李姝.宋与西夏法律编纂形式比较研究[D].湖北大学,中国古代史,2012,硕士.
[26]杨汉赟.一种基于灰色预测模型的AODV路由协议优化策略[D].杭州电子科技大学,计算机软件与理论,2011,硕士.
[27]郭奕萍.校园能耗分项计量以及节能在线诊断研究[D].北方工业大学,结构工程,2013,硕士.
[28]关明文.隐性知识的转化问题研究[D].西安电子科技大学,2005.
[29]孙智峰.双曲拱桥拆除施工安全控制研究[D].长安大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[30]赵燕.城镇化过程中农业剩余劳动力就地转移方式研究[D].南京财经大学,政治经济学,2011,硕士.
[31]梅平,邹云.基于广义KYP引理方法的奇异摄动系统有限频段正实性能分析[J].控制与决策,2010,05:711-714+720.
[32]曾祥国.剩余污泥调理优化及脱水性能研究[D].哈尔滨工业大学,市政工程,2014,硕士.
[33]史海.言论自由与公正审判的离与合[D].西南政法大学,宪法学与行政法学（专业学位）,2012,硕士.
[34]程启智.制造业上市公司审计意见影响因素研究[D].石家庄经济学院,会计学,2013,硕士.
[35]张楠慕.我国商业银行利润结构和盈利模式的转变研究[D].浙江大学,2013.
[36]高建喜,陈卓,蔡云泽,许晓鸣.一种提高Vicsek模型收敛效率的新方法[J].控制与决策,2009,08:1269-1272.
[37]闫峭.试论我国环境侵权司法鉴定制度的革新与完善[D].西安建筑科技大学,环境与资源保护法学,2013,硕士.
[38]郑继平.计算机辅助液压实验数据采集及可视化分析系统的开发[D].武汉理工大学,机械电子工程,2004,硕士.
[39]苗俊峰.DACH1在口腔鳞癌和腺样囊性癌中的表达及其作用[D].山东大学,口腔临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[40]魏龙泉,许秉信.舰炮武器系统对空虚拟校射功能的研制与试验[J].舰船科学技术.1992(05)
[41]沈小虎.铁氧体耐高温磁控溅射金属化膜系及产业化关键问题的研究[D].浙江大学,2013.
[42]赵云龙.论刑罚执行视野中的检察监督制度[D].河北大学,诉讼法学,2014,硕士.
[43]杨兴宇.养老保险与生育率：理论与实证[D].湖南师范大学,人口、资源与环境经济学,2013,硕士.
[44]杨黎鸣.苏霍姆林斯基集体主义教育思想对我国中学集体主义教育的启示[D].南京师范大学,思想政治教育,2012,硕士.
[45]秦琴,刘伟.模态转换能力对学习者英语书面语输出体系的影响[J].现代外语,2014,01:107-117+147.
[46]李文锋.新型主从式消弧线圈的研究[D].华北电力大学（北京）,电力系统及其自动化,2004,硕士.
[47]闫博.EQ70级高强度海洋平台用钢的焊接性研究[D].西安建筑科技大学,材料工程,2013,硕士.
[48]郑翠红.冷带轧机APC系统智能控制器设计与实验研究[D].燕山大学,控制工程,2014,硕士.
[49]钱灵超.锂离子正极材料LiFePO_4及其前驱体FePO_4的制备与性能研究[D].浙江工业大学,2012.
[50]梁瀚彬.维多利亚之风荡然无存[D].内蒙古大学,英语语言文学,2014,硕士.