1、隨著無線通信技術的快速發(fā)展和無線業(yè)務的日漸豐富，通信數(shù)據(jù)量和系統(tǒng)能耗猛烈增長。為了緩解系統(tǒng)能耗問題，能量收集技術的提升使得混合供電無線網(wǎng)絡的能量管理引起了學者們的廣泛關注。海量數(shù)據(jù)使得頻譜資源日漸緊張，正交頻分復用技術(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)可以提高頻譜效率和抗干擾能力，廣泛應用于無線通信系統(tǒng)中。另外，小小區(qū)網(wǎng)絡可與蜂窩網(wǎng)相結合形成異構網(wǎng)絡，采用宏微協(xié)同技術和抗干

2、擾技術使得系統(tǒng)容量實現(xiàn)數(shù)倍增長，小小區(qū)技術成為5G通信系統(tǒng)的關鍵技術之一。另一方面，考慮無線信道的復雜性和不確定性，為降低混合供電無線系統(tǒng)的成本和能耗，如何優(yōu)化非確定性信道下的資源分配和能量管理也是需要解決的一個重要問題。
　　因此，論文構建了混合供電OFDM蜂窩無線網(wǎng)絡，進一步將混合供電模式部署到小小區(qū)網(wǎng)絡中。針對不同通信網(wǎng)絡建立系統(tǒng)模型，分別研究了非理想信道狀態(tài)下的OFDM蜂窩網(wǎng)絡和理想信道狀態(tài)下的小小區(qū)網(wǎng)絡中的資源分配策略。

3、采用凸優(yōu)化方法和最壞情形方法進行問題規(guī)劃和求解，并對提出的資源分配策略進行仿真與分析。論文主要工作如下:
　　(1)針對信道狀態(tài)信息不完全可知的情形，論文通過采用最壞情形方法對不確性信道進行建模，進行魯棒問題規(guī)劃和求解。將不確定性參數(shù)看作有界隨機變量進行優(yōu)化，推導出不確定性參數(shù)的閉式解，將閉式解代入原問題中，求解信道狀態(tài)信息不完全可知時的魯棒性優(yōu)化問題。
　　(2)在信道狀態(tài)信息不完全可知的情形下，研究了混合供電OFDM蜂窩

4、網(wǎng)絡中的資源分配和能量管理策略問題。在兼顧每個移動設備的基本通信速率要求和可再生能源的約束條件下，以最小化系統(tǒng)的成本和為目標函數(shù)，建立優(yōu)化問題，并分別提出最優(yōu)分配策略和次優(yōu)分配策略。最優(yōu)分配策略通過時間共享的方法，將混合二進制整數(shù)問題轉換為凸問題。次優(yōu)分配通過采用低復雜度的子載波和功率分步分配的方法，將非凸的原問題轉換為凸問題，對功率進行優(yōu)化分配。進一步，兩種策略借助凸優(yōu)化方法和最壞情形方法對資源進行優(yōu)化，采用拉格朗日對偶方法得到最優(yōu)解

5、的閉式表達式。在以上基礎上，采用子梯度迭代法進行數(shù)值仿真，給出仿真結果，分析了論文提出的資源分配策略的收斂性和能量轉換效率，對比了四種資源分配策略，數(shù)值結果表明提出的最優(yōu)策略在降低系統(tǒng)成本方面效果最佳，次優(yōu)策略次之。進一步，對系統(tǒng)魯棒性的分析表明論文所提策略在信道狀態(tài)信息不確定情形下，可以很好地實現(xiàn)系統(tǒng)成本和魯棒性的折中。
　　(3)在信道狀態(tài)完全可知的情形下，研究了混合供電小小區(qū)網(wǎng)絡中的資源分配和能量管理策略問題。在保證每個小小

6、區(qū)移動設備的基本通信速率和小小區(qū)網(wǎng)絡系統(tǒng)對蜂窩移動設備的通信干擾的前提條件下，以最小化小小區(qū)網(wǎng)絡系統(tǒng)的成本和為目標函數(shù)，建立優(yōu)化問題。采用拉格朗日對偶方法，利用KKT條件進行問題求解，得到最優(yōu)解的閉式表達式，提出最優(yōu)的子載波和功率分配策略。同時，在進行數(shù)值仿真過程中，論文提出一種步長自適應的迭代算法，可以提高子梯度迭代算法的收斂速度。仿真結果表明，論文提出的最優(yōu)資源分配策略能夠快速收斂，同時在系統(tǒng)成本消耗方面，能量收集的引入能夠降低系統(tǒng)