14、无线通信与传感网络的能效优化研究

无线通信与传感网络的能效优化研究

在当今数字化时代，无线通信和传感器网络的应用无处不在，然而，随之而来的能源消耗问题也日益凸显。本文将探讨准大规模多输入多输出（MIMO）系统的能效优化，以及如何利用支持向量机（SVM）来提高无线传感器网络（WSN）的能效。

准大规模 MIMO 系统的能效优化

背景与问题提出

随着人们对移动设备的依赖不断增加，现代基站的能源消耗也在持续上升。过去的 2G、3G 和 4G 技术，基站的天线端口数量有限。而如今，随着天线数量的增加，能源消耗问题也变得更加突出。为了解决这个问题，研究人员尝试在零强迫（ZF）处理过程中引入额外参数，结合时分双工（TDD）技术，优化准大规模 MIMO 系统的能效。

相关技术介绍

• 5G 与大规模 MIMO ：5G 技术的核心之一是大规模 MIMO 技术，它通过在基站部署大量天线，利用相同的时频资源为多个终端用户提供服务，大大提高了系统的接入率。与传统 MIMO 相比，大规模 MIMO 具有更低的功耗和更高的网络容量。然而，如果所有天线都用于数据传输，需要相同数量的射频（RF）链，这会增加系统成本并降低能效。
• 准大规模 MIMO 配置 ：研究中考虑的准大规模 MIMO 系统，基站有 M（M = 100）根天线，终端有 K（K = 60）个活跃用户。M 和 K 的比值相对稳定，每个基站的信号通过线性传输程序进行预编码。

能效计算方法

能效（EE）的计算公式为：
[EE = \frac{总系统容量 C_{T