異構蜂窩網絡中能效問題優(yōu)化與分析.pdf

1、在未來無線網絡中，異構蜂窩網絡的部署能滿足日益增長的移動通信量需求。然而，大量小小區(qū)(small cell)基站的密集、隨機部署以及它們之間的非協作操作引發(fā)了人們對異構蜂窩網絡中能效問題的擔憂。一方面，隨機幾何已經成為異構蜂窩網絡的主要建模和分析工具;另一方面，基站協作和非連續(xù)傳輸(DTX)策略是兩個能提高系統能效的有效技術。因此，基于隨機幾何框架，本文主要討論基站協作和隨機DTX策略對異構蜂窩網絡中能效的影響。
　　首先，本文基

2、于以用戶為中心的基站成簇模型，研究異構網絡中高能效基站協作機制，其中，每層簇內的協作基站聯合傳輸相同的數據給典型用戶。使用隨機幾何工具，本文推導了K層異構蜂窩網絡中遍歷速率的一般表達式。接著，本文描述了一個最小遍歷速率約束的平均簇內功耗最小化問題，并推導了最優(yōu)協作半徑的近似閉式解。仿真結果證實了理論分析的有效性，也證實了近似閉式解具有較好的估計效果。同時，本文也證實了，包含宏小區(qū)(macrocell)基站和small cell基站的兩層

3、異構網絡比傳統的macrocell網絡更節(jié)能。
　　其次，針對前面工作中存在的一些局限性——例如沒有考慮協作對全網能耗的影響、沒有考慮慢衰落（例如陰影衰落）對協作成簇的影響、需要假設每層的基站對應相同的路徑損耗因子等，本文提出基于接收信號強度(RSS)的基站成簇模型，并在更一般的異構網絡場景中進一步研究基站協作機制。首先，利用隨機幾何工具推導了K層異構蜂窩網絡中平均用戶速率的一般表達式，接著，本文描述了一個最小平均用戶速率約束的全

4、網功耗最小化問題，并推導了該問題的近似最優(yōu)解。仿真結果同樣證實了理論分析的有效性，也證實了近似最優(yōu)解具有較好的估計效果。最后，仿真結果驗證了本文提出的基于RSS的成簇模型比幾何成簇模型更節(jié)能。
　　最后，本文在異構網絡中研究隨機DTX策略對局部時延和能效的影響。利用隨機幾何分析工具推導了 K層異構蜂窩網絡中局部時延與能效的一般表達式，并在特殊場景中獲得了局部時延與能效的閉式表達式?；谶@些分析結果，本文分別討論了基站密度、信干比(