【电子信息工程开题报告-绿色通信算法优化探究2500字】

开题报告系别:物理与电子工程系专业:电子信息工程学号姓名论文（设计）题目绿色通信算法优化研究命题来源教师命题□学生自主命题□教师课题选题背景及意义:在日益增长的无线宽带服务需求的带动下，未来的无线网络将面临不同的数据速率需求和服务质量要求(QualityofService，QoS)。无线通信网络的规模将更加庞大、结构将更加复杂，这势必带来更多的能源消耗和二氧化碳排放，加剧能源危机，增加了环境保护难度。针对这个问题，绿色创新、节能减排已经成为了ICT(InformationandCommunicationTechnology)领域内所有机构和企业的共识。“绿色通信”引起了通信领域的极大关注，成为一个新兴的研究热点。然而，现有的一些节能方案，往往以牺牲QoS来换取系统功耗的降低，这是不可取的。鉴于此，需要在无线通信系统中引入协作，实现绿色通信的关键技术，对现有的无线网络架构改变最小的前提下，提高能量有效性，减少传输，降低辐射。因此，本文将基于能量有效性和时间有效性提出联合优化的绿色通信算法。鉴于目前国内外已有大量文献研究绿色无线通信技术，这些文献从不同的角度分析并提出了相关方案，但是缺乏对能量有效性和时间有效性基础上的研究，因此，本文的研究将有利于丰富学术界有关这方面的理论研究体系，具有一定的理论意义；同时，本文的研究还可以为绿色通信算法的联合优化提供一定的参考指导作用，从而得到了源节点功率和中继节点功率的闭合表达式，促进绿色通信技术的发展，因而还有一定的现实意义。研究综述(前人的研究现状及进展情况，不少于600字):近年来，随着无线通信网络高速发展，绿色通信研究已经引起了学术界、工业界、政府的广泛重视。目前已经实施了几个致力于研究绿色通信的项目，如GreenRadio项目，EARTH项目，OPERA-Net项目，eWIN项目等。HeS,HuangY,JinS,etal(2013)基于比特每焦耳的度量准则，设计出了能效优化系统,但只考虑了与数据传输率有关的传输功率。KimH.ChaeCB，deVecianaG（2009）从数学上分析表明，当以最大宽度进行传输时，上述的节能传输方法不再是最优法。YZou,J.Zhu,andR.Zhang(2013)提出基于网络协作的绿色通信，其中文献[9]的方案是通过UE之间的点对点通信交换二者的信息，然后将两者的信息进行Alamouti空时编码后发送给基站，在UE距离基站距离较远的情况下，这种网络协作方案可以降低能量消耗。孟利民、翁韬、蒋维（2017）提出了一种基于TD-LTE异频组网的绿色通信机制及算法，该机制通过移动基站和天线的协同休眠设计以及一种距离优先的轮询(DPRR)接入算法，达到可观的绿色通信目的。吴鹏悦、季薇(2014)针对传统协作功率分配方案中忽略信道估计误差和电路能量消耗的问题，提出了一种改进的绿色联合优化算法。该算法在保证用户服务质量要求的前提下，引入信道估计误差、中继节点的电路能耗，联合能量有效性和时间有效性进行中继节点选择和各个节点功率分配分配，并利用拉格明日方法得到了源节点和中继节点发送功率的闭式解。仿真结果表明，相对于传统的功率分配算法，高信噪比时改进算法的能量有效性提高了30左右，而低信噪比时性能接近传统算法。总的来说，国内外已有大量文献研究绿色无线通信技术，这些文献从不同的角度分析并提出了相关方案，但缺乏对能量有效性和时间有效性基础上的研究，因此，本文将基于能量有效性和时间有效性对联合优化绿色通信算法进行分析。研究的目标和主要内容（不少于400字）研究目标：针对传统协作功率分配方案中忽略信道估计误差和电路能量消耗的问题，提出了一种改进的绿色联合优化算法。该算法要在保证用户服务质量要求的前提下，相对传统的功率分配算法，高信噪比时改进算法的能量有效性提高了30%左右，而低信噪比时性能接近传统算法。研究内容：（1）系统模型设计，考虑由一个源节点、一个目的节点以及N个备选中继节点所构成的协作通信系统，任意两个节点间的信道增益均服从准静态平坦瑞利分布，从而设计一个合理的系统模型。（2）绿色优化算法。提出几种绿色优化的算法，从而指出最优的算法。（3）仿真结果与性能分析。本部分对所提联合优化绿色通信算法的性能进行分析。采用进行蒙特卡洛仿真，仿真次数为5000次。。（4）结论。对本文的观点进行总结，并指出本文研究的不足之处。拟采用的研究方法（1）通过网络查找前人的研究成果，阅读和整理相关资料，分析其与所要研究的内容的相关性，吸收前人的经验。（2）学习课本知识:利用图书馆资源，整理参考书中重要的知识点。（3）参考前人研究，加强绿色通信、脸和优化算法等知识的应用。（4）在不同操作系统上运行所涉及的系统，检测系统的运行效率和兼容性。研究工作的进度安排(1)2017年12月15日～2017年12月20日——毕业设计选题；(2)2017年12月20日～2018年1月15日——查找资料、完成开题报告；(3)2018年02月16日～2018年03月31日——学习相关知识，完成作品的初步设计(4)2018年04月01日～2018年05月05日——对作品的进行最终的调试与优化；(5)2018年05月06日～2018年05月11日——完成毕业论文的初稿；(6)2018年05月11日～2018年05月20日——完成毕业论文的二稿；(7)2018年05月21日～2018年05月25日——完成毕业论文的三稿；(8)2018年05月26日～2018年05月30日——完成毕业论文的四稿；(9)2018年05月31日～2018年06月03日——完成毕业论文的终稿，并打印和装订；参考文献目录（作者、书名或论文题目、出版社或刊号、出版年月日或出版期号）[1]吴鹏悦,季薇.基于能量有效性和时间有效性的联合优化绿色通信算法[J].计算机应用,2014,34(7):1969-1973.[2]常苗苗.基于压缩感知的绿色通信模型及算法研究[D].北京信息科技大学,2014.[3]张悦.基于绿色通信的OFDMA网络资源分配算法研究[D].上海交通大学,2015.[4]曹程倩.基于MIMO环境的绿色通信关键技术研究[D].华中科技大学,2011.[5]张景,余忠洋,白宝明.基于“绿色通信”理念的自适应载波同步系统方案[J].电讯技术,2016,56(8):867-872.[6]游思晴,齐兆群.5G网络绿色通信技术现状研究及展望[J].移动通信,2016,40(20):31-35.[7]章跃跃,夏玮玮,朱亚萍,等.超密集网络中基于能效最优的资源分配算法[J].电信科学,2017(10):26-33.[8]侯延昭,陶小峰.面向绿色无线通信的基站体系结构[J].中兴通讯技术,2010,16(6):16-19.[9]邓小芳,夏伟伟,赵峰.认知无线网络中基于Sigmoid函数的功率控制算法研究[J].计算机测量与控制,2015,23(7):2460-2463.[10]刘丽,皮立华,李文杰.绿色通信的发展历程、发展策略和政策导向分析[J].移动通信,2012,36(9):7-11.[11]张玲.