超密異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能效問題研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展以及移動智能終端的大量普及，移動通信網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量將呈現(xiàn)大規(guī)模增長。為了解決移動通信用戶對無線網(wǎng)絡(luò)容量需求的井噴式增長與有限的頻譜資源之間的矛盾，層疊覆蓋的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)有效地解決目前移動通信網(wǎng)絡(luò)在覆蓋與容量存在的問題。同時，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中部署密集的各類基站也給能源和環(huán)境帶來了相應(yīng)的挑戰(zhàn)，由于全球?qū)δ茉春铜h(huán)境的高度關(guān)注，綠色通信得到廣泛關(guān)注，考慮到整個移動通信網(wǎng)絡(luò)的能源消耗主要來自于基站部

2、分，本論文針對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景的基站休眠技術(shù)展開研究。
　　首先，本文研究異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點(diǎn)，研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中低功耗基站的部署策略以及在不同的部署策略中如何減小宏基站與低功耗基站之間的層間干擾，主要研究基于多載波、載波聚合以及同信道的三種部署策略，重點(diǎn)研究同信道部署策略下的小區(qū)選擇以及區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)，為了減輕宏基站與低功耗基站由于信號發(fā)射功率的巨大差異導(dǎo)致的上下行覆蓋不平衡以及信號干擾等問題造成的不良影響，移動用戶在選擇服務(wù)小區(qū)判

3、斷時，需采用小區(qū)擴(kuò)展技術(shù)，并同時采用區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)對用戶干擾進(jìn)行控制。以異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)為背景，研究了現(xiàn)有的典型基站休眠算法并分析其利弊，從集中式基站休眠算法和基于分簇的混合式基站休眠算法兩個方面來研究基站休眠技術(shù)，為后續(xù)的研究打下基礎(chǔ)。
　　接著，本文提出了一種應(yīng)用于異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的兩階段集中式基站動態(tài)休眠算法。在對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)建模的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)在時間和空間上分布的差異性，設(shè)計微基站效用函數(shù)代表微基站的業(yè)務(wù)負(fù)載狀況以及所受干擾情

4、況，第一階段算法綜合考慮宏微基站的負(fù)載狀況，兼顧考慮算法復(fù)雜度以及算法節(jié)能性能，采用循環(huán)迭代的方式盡量關(guān)閉效用函數(shù)較低的微基站，并將業(yè)務(wù)集中在一部分效用函數(shù)較高的微基站上;第二階段算法彌補(bǔ)第一階段算法的不足，考慮關(guān)閉負(fù)載較低的宏基站覆蓋下仍然開啟的微基站。為了分析本算法的性能，將所提算法與同樣屬于集中式算法的漸進(jìn)式基站休眠算法進(jìn)行比較，結(jié)果表明，相對于漸進(jìn)式基站休眠算法，本文提出的兩階段基站休眠算法在節(jié)能方面具有顯著的性能增益。

5、　　最后，本文提出了一種應(yīng)用于超密異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基于分簇的混合式基站休眠算法。在低功耗基站部署密集的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，基于基站休眠算法復(fù)雜度的考慮，設(shè)計一種基于分簇的基站動態(tài)休眠算法，該算法目標(biāo)不僅是關(guān)閉更多的低功耗基站，更重要的是提升網(wǎng)絡(luò)能效。首先將低功耗基站圍繞選擇的簇頭基站根據(jù)距離將其分簇，然后在算法起始時刻，每個簇同時獨(dú)立采用集中式算法對簇內(nèi)基站進(jìn)行休眠測試。簇被分為兩類，簇內(nèi)成員多于一個的簇盡量關(guān)閉能效較低的成員基站，以基站接入用戶