分布式天线移动通信系统的能效技术研究

Distributed antenna system (DAS) has been introduced as a promising candidate for the next generation wireless communication systems due to the advantages of increasing capacity, improving the link reliability, and extending the coverage. In recent years, energy efficiency (EE) has caught more and more attention due to steadily rising energy costs and environmental concerns. First, the project will study the EE of large scale distributed multiple-input multiple-output (MIMO) systems and its statistical characteristics, and obtain the tradeoff between EE and spectral efficiency (SE), and form an energy efficient theoretical systems for DAS. Second, we will study the energy efficient resource allocation for DAS. The main contents include energy efficient resource allocation algorithms for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)-DAS and large scale distributed MIMO systems, respectively. Finally, we will study the energy efficient adaptive dynamic adjustment of remote access units (RAU) for DAS, which will enables DAS adaptive adjustment on or off RAU according to the traffic. Research on these three parts can solve the key EE technical problems for DAS, which can provide a theoretical basis and technical support for the construction of the next generation of green wireless mobile communication systems.

分布式天线由于在提高系统容量、增强通信链路的稳定性和扩大覆盖范围方面有着极大的优势而受到越来越多的关注，成为下一代无线通信系统中具有竞争力的一项技术。近年来由于能量消耗的持续增加和环境的日益恶化，能量效率变得越来越重要。本项目首先对分布式大规模MIMO系统的能量效率及其统计特性进行研究，得出其能量效率和频谱效率之间的折衷关系，形成分布式天线系统特色的能效理论体系。其次对分布式能量有效的资源分配进行研究，主要内容包括OFDM分布式天线系统中能量有效的资源分配算法以及分布式大规模MIMO系统中能量有效的资源分配算法。最后对能量有效的自适应动态调整远端接入单元进行研究，使分布式天线系统能根据业务量自适应的开启或者关闭调整远端接入单元。上述三部分内容的研究，可以解决分布式天线系统中能效的关键技术问题，为建设下一代绿色无线移动通信系统提供理论基础和技术支持。

能量效率（EE，Energy Efficiency）和频谱效率（SE，Spectral Efficiency）是无线移动通信系统中两个重要的性能度量。由于无线网络中多媒体设备的应用，系统对频谱效率的需求越来越高。在过去几十年中，工业界和学术界开展了大量的工作来提高频谱效率和系统吞吐量。最近几年由于环境的日益恶化和能量消耗的持续增加，EE变得越来越重要。分布式天线系统（DAS，Distributed Antenna Systems）由于在增强通信链路稳定性、提高系统容量和扩大覆盖范围方面有着极大的优势而受到越来越多的关注，成为下一代无线通信系统中具有竞争力的一项技术。因此在分布式系统中研究能耗具有重要的实际价值和意义。本项目针对大规模分布式天线系统分别研究了高能效的功率分配设计准则、高能效的OFDM （Orthogonal Frequency Division Multiple）-DAS系统资源分配、多播MISO（Multiple Input Single Output）系统中的高能效传输、单用户MIMO （Multiple Input Multiple Output）的能效优化以及集中式天线系统中D2D（Device-to-Device）的能效优化这五个方面的内容，并提出了相应的能效优化方法，仿真结果验证了提出方法的正确性。