【電子信息工程開題報告-綠色通信算法優(yōu)化探究2500字】

開題報告系別:物理與電子工程系專業(yè):電子信息工程學(xué)號姓名論文（設(shè)計）題目綠色通信算法優(yōu)化研究命題來源教師命題□學(xué)生自主命題□教師課題選題背景及意義:在日益增長的無線寬帶服務(wù)需求的帶動下，未來的無線網(wǎng)絡(luò)將面臨不同的數(shù)據(jù)速率需求和服務(wù)質(zhì)量要求(QualityofService，QoS)。無線通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模將更加龐大、結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜，這勢必帶來更多的能源消耗和二氧化碳排放，加劇能源危機，增加了環(huán)境保護難度。針對這個問題，綠色創(chuàng)新、節(jié)能減排已經(jīng)成為了ICT(InformationandCommunicationTechnology)領(lǐng)域內(nèi)所有機構(gòu)和企業(yè)的共識?！熬G色通信”引起了通信領(lǐng)域的極大關(guān)注，成為一個新興的研究熱點。然而，現(xiàn)有的一些節(jié)能方案，往往以犧牲QoS來換取系統(tǒng)功耗的降低，這是不可取的。鑒于此，需要在無線通信系統(tǒng)中引入?yún)f(xié)作，實現(xiàn)綠色通信的關(guān)鍵技術(shù)，對現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)改變最小的前提下，提高能量有效性，減少傳輸，降低輻射。因此，本文將基于能量有效性和時間有效性提出聯(lián)合優(yōu)化的綠色通信算法。鑒于目前國內(nèi)外已有大量文獻研究綠色無線通信技術(shù)，這些文獻從不同的角度分析并提出了相關(guān)方案，但是缺乏對能量有效性和時間有效性基礎(chǔ)上的研究，因此，本文的研究將有利于豐富學(xué)術(shù)界有關(guān)這方面的理論研究體系，具有一定的理論意義；同時，本文的研究還可以為綠色通信算法的聯(lián)合優(yōu)化提供一定的參考指導(dǎo)作用，從而得到了源節(jié)點功率和中繼節(jié)點功率的閉合表達式，促進綠色通信技術(shù)的發(fā)展，因而還有一定的現(xiàn)實意義。研究綜述(前人的研究現(xiàn)狀及進展情況，不少于600字):近年來，隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展，綠色通信研究已經(jīng)引起了學(xué)術(shù)界、工業(yè)界、政府的廣泛重視。目前已經(jīng)實施了幾個致力于研究綠色通信的項目，如GreenRadio項目，EARTH項目，OPERA-Net項目，eWIN項目等。HeS,HuangY,JinS,etal(2013)基于比特每焦耳的度量準則，設(shè)計出了能效優(yōu)化系統(tǒng),但只考慮了與數(shù)據(jù)傳輸率有關(guān)的傳輸功率。KimH.ChaeCB，deVecianaG（2009）從數(shù)學(xué)上分析表明，當(dāng)以最大寬度進行傳輸時，上述的節(jié)能傳輸方法不再是最優(yōu)法。YZou,J.Zhu,andR.Zhang(2013)提出基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)作的綠色通信，其中文獻[9]的方案是通過UE之間的點對點通信交換二者的信息，然后將兩者的信息進行Alamouti空時編碼后發(fā)送給基站，在UE距離基站距離較遠的情況下，這種網(wǎng)絡(luò)協(xié)作方案可以降低能量消耗。孟利民、翁韜、蔣維（2017）提出了一種基于TD-LTE異頻組網(wǎng)的綠色通信機制及算法，該機制通過移動基站和天線的協(xié)同休眠設(shè)計以及一種距離優(yōu)先的輪詢(DPRR)接入算法，達到可觀的綠色通信目的。吳鵬悅、季薇(2014)針對傳統(tǒng)協(xié)作功率分配方案中忽略信道估計誤差和電路能量消耗的問題，提出了一種改進的綠色聯(lián)合優(yōu)化算法。該算法在保證用戶服務(wù)質(zhì)量要求的前提下，引入信道估計誤差、中繼節(jié)點的電路能耗，聯(lián)合能量有效性和時間有效性進行中繼節(jié)點選擇和各個節(jié)點功率分配分配，并利用拉格明日方法得到了源節(jié)點和中繼節(jié)點發(fā)送功率的閉式解。仿真結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)的功率分配算法，高信噪比時改進算法的能量有效性提高了30左右，而低信噪比時性能接近傳統(tǒng)算法?？偟膩碚f，國內(nèi)外已有大量文獻研究綠色無線通信技術(shù)，這些文獻從不同的角度分析并提出了相關(guān)方案，但缺乏對能量有效性和時間有效性基礎(chǔ)上的研究，因此，本文將基于能量有效性和時間有效性對聯(lián)合優(yōu)化綠色通信算法進行分析。研究的目標和主要內(nèi)容（不少于400字）研究目標：針對傳統(tǒng)協(xié)作功率分配方案中忽略信道估計誤差和電路能量消耗的問題，提出了一種改進的綠色聯(lián)合優(yōu)化算法。該算法要在保證用戶服務(wù)質(zhì)量要求的前提下，相對傳統(tǒng)的功率分配算法，高信噪比時改進算法的能量有效性提高了30%左右，而低信噪比時性能接近傳統(tǒng)算法。研究內(nèi)容：（1）系統(tǒng)模型設(shè)計，考慮由一個源節(jié)點、一個目的節(jié)點以及N個備選中繼節(jié)點所構(gòu)成的協(xié)作通信系統(tǒng)，任意兩個節(jié)點間的信道增益均服從準靜態(tài)平坦瑞利分布，從而設(shè)計一個合理的系統(tǒng)模型。（2）綠色優(yōu)化算法。提出幾種綠色優(yōu)化的算法，從而指出最優(yōu)的算法。（3）仿真結(jié)果與性能分析。本部分對所提聯(lián)合優(yōu)化綠色通信算法的性能進行分析。采用進行蒙特卡洛仿真，仿真次數(shù)為5000次。。（4）結(jié)論。對本文的觀點進行總結(jié)，并指出本文研究的不足之處。擬采用的研究方法（1）通過網(wǎng)絡(luò)查找前人的研究成果，閱讀和整理相關(guān)資料，分析其與所要研究的內(nèi)容的相關(guān)性，吸收前人的經(jīng)驗。（2）學(xué)習(xí)課本知識:利用圖書館資源，整理參考書中重要的知識點。（3）參考前人研究，加強綠色通信、臉和優(yōu)化算法等知識的應(yīng)用。（4）在不同操作系統(tǒng)上運行所涉及的系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)的運行效率和兼容性。研究工作的進度安排(1)2017年12月15日～2017年12月20日——畢業(yè)設(shè)計選題；(2)2017年12月20日～2018年1月15日——查找資料、完成開題報告；(3)2018年02月16日～2018年03月31日——學(xué)習(xí)相關(guān)知識，完成作品的初步設(shè)計(4)2018年04月01日～2018年05月05日——對作品的進行最終的調(diào)試與優(yōu)化；(5)2018年05月06日～2018年05月11日——完成畢業(yè)論文的初稿；(6)2018年05月11日～2018年05月20日——完成畢業(yè)論文的二稿；(7)2018年05月21日～2018年05月25日——完成畢業(yè)論文的三稿；(8)2018年05月26日～2018年05月30日——完成畢業(yè)論文的四稿；(9)2018年05月31日～2018年06月03日——完成畢業(yè)論文的終稿，并打印和裝訂；參考文獻目錄（作者、書名或論文題目、出版社或刊號、出版年月日或出版期號）[1]吳鵬悅,季薇.基于能量有效性和時間有效性的聯(lián)合優(yōu)化綠色通信算法[J].計算機應(yīng)用,2014,34(7):1969-1973.[2]常苗苗.基于壓縮感知的綠色通信模型及算法研究[D].北京信息科技大學(xué),2014.[3]張悅.基于綠色通信的OFDMA網(wǎng)絡(luò)資源分配算法研究[D].上海交通大學(xué),2015.[4]曹程倩.基于MIMO環(huán)境的綠色通信關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué),2011.[5]張景,余忠洋,白寶明.基于“綠色通信”理念的自適應(yīng)載波同步系統(tǒng)方案[J].電訊技術(shù),2016,56(8):867-872.[6]游思晴,齊兆群.5G網(wǎng)絡(luò)綠色通信技術(shù)現(xiàn)狀研究及展望[J].移動通信,2016,40(20):31-35.[7]章躍躍,夏瑋瑋,朱亞萍,等.超密集網(wǎng)絡(luò)中基于能效最優(yōu)的資源分配算法[J].電信科學(xué),2017(10):26-33.[8]侯延昭,陶小峰.面向綠色無線通信的基站體系結(jié)構(gòu)[J].中興通訊技術(shù),2010,16(6):16-19.[9]鄧小芳,夏偉偉,趙峰.認知無線網(wǎng)絡(luò)中基于Sigmoid函數(shù)的功率控制算法研究[J].計算機測量與控制,2015,23(7):2460-2463.[10]劉麗,皮立華,李文杰.綠色通信的發(fā)展歷程、發(fā)展策略和政策導(dǎo)向分析[J].移動通信,2012,36(9):7-11.[11]張玲.