2。2 大规模MIMO技术的优点 5

        2。2。1频谱效率 5

 2。2。2能量效率 5

2。3 大规模MIMO系统的能效优化研究 6

第三章 协作通信的技术原理 7

3。1协作通信的简介 7

    3。1。1 多小区协作通信 9

3。2 协作通信系统的研究现状 10

3。3 协作通信的发展方向 11

第四章 通信系统的能效优化研究 12

4。1能效的标准 12

4。2优化系统能效的意义 13

4。3系统能效的优化方式 15

    4。3。1 传统蜂窝网络中的能效优化 15

    4。3。2多小区协同网络中的能效优化 16

第五章 多小区协作大规模MIMO系统的能效优化 17

5。1 引言 17

5。2 系统模型 17

5。3能效资源分配算法 20

    5。3。1算法简介 20

    5。3。2 最小化发射功率算法简介 21

5。4仿真结果与分析 21

5。5 小结 27

第六章 总结 29

致谢 30

参考文献 31

附录 源程序34

第一章 绪论

1。1课题研究的背景及意义

随着信息化产业和通信技术的飞速发展，通信基站的数目和负载也年复一年的增加。移动网络的碳排放量约占全球总排放量的的0。2%，其电能消耗量占全球总消耗量的18%到41%。减少能量消耗也成为了降低运营商的成本和改善环境的关键问题，绿色通信提出降低通信网络的能量消耗。同时，能量效率一直被视为一项用于评估通信系统的重要指标。而如何提高通信系统的能量效率也成为了越来越多的学者关注的课题。

作为下一代的无线宽带移动通信系统中普遍采用的MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）技术，利用多个天线实现多发多收，以此来改善通信系统的信息传输质量[1]。它能使空间频谱资源得到充分的利用，对无线通信系统信道容量、发射功率等都有明显提升。在2010年底，贝尔实验室科学家提出了大规模MIMO(Large Scale MIMO)的概念。科学家提出了一种采用时分复用的传输策略，和平常的LTE技术相比，都占用20MHz的系统带宽的前提下，大规模 MIMO技术能够使得小区吞吐率达到了1200兆比特/秒，而频谱利用率突破到了60比特/秒/赫兹/小区。通过在蜂窝网络中进行基站之间的协作通信，并与大规模MIMO技术相结合，以此来进一步提高无线通信网络的频谱利用率，扩大了有效的网络覆盖面积，改善小区边缘区域对大规模MIMO技术增益的限制问题。在分布式接入点组网模式下，射频拉远单元将更加靠近用户，使得终端的和小区的功率效率大大改善。发射功率的降低使得系统内部的干扰也明显减少了，这样做也使得系统的频谱效率大大提高了，直接带来了终端省电的优点。