Trade-Off between Spectral and Energy Efficiencies in a Fading Communication Link
Notice bibliographique
Résumé
Spectral efficiency (SE) is one of the key performance indicators of wireless communications, and energy efficiency (EE) is an urgent need to tackle the challenges raised by the high demands of wireless traffics and energy consumption. However, these two important design criteria conflict with each other and a careful study of their trade-off is mandatory for designing future wireless communication systems. In this paper, we introduce an optimization problem to maximize the ergodic SE of a point-to-point communication link with a constraint on its minimum ergodic EE. We prove that, at optimality, the constraint on minimum EE is met with equality, and use it to provide a closed-form expression for finding the optimal water-filling level in a Nakagami-m fading channel with integer values of m. We exploit this formulation to investigate the relationship between SE and EE as a function of circuit power, power amplifier (PA) efficiency and channel power gain. We observe that the SE and EE always contradict with each other, however, the trade-off curve is non-linear. The curve is steeper at the extremities as compared to the middle region. Hence, a small sacrifice in EE from its maximum value may map into a significant gain in SE. Our simulations show that this gain in SE is a decreasing function of the circuit power and channel power gain while an increasing function of the PA efficiency.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».