LTE-A異構網(wǎng)中高能量效率的無線資源管理.pdf

1、隨著人們對數(shù)據(jù)通信服務的需求的不斷上升,以及移動多媒體業(yè)務越來越呈現(xiàn)多樣化,傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)已不能滿足需要,異構網(wǎng)(Heterogeneous Network,HetNet)作為未來無線通信領域的重要網(wǎng)絡布署方式,將極大地提高數(shù)據(jù)鏈路可靠性和頻譜效率(Spectral Efficiency,SE)。
　　無線資源管理技術(Radio Resource Management,RRM)是通信系統(tǒng)的重要研究領域,傳統(tǒng)的資源管理方法主要是研

2、究頻譜效率的提升方法,從信息論的角度出發(fā)尋找最大的可達容量,但這會使得高能量消耗成為無線通信系統(tǒng)的一個嚴重的問題。雖然從頻譜效率的角度考慮,采用更大的帶寬、更高的發(fā)送功率可以獲得系統(tǒng)容量的極大提升。但從能量效率(Energy Efficiency,EE)的角度看,由于電路靜態(tài)功率、信號處理功率的存在使得采用高功率和較大的帶寬并不總是可以獲得系統(tǒng)能量效率的上升,甚至會帶來能量效率的惡化。提高無線通信系統(tǒng)的能量效率無論是對學術研究還是對社會

3、可持續(xù)發(fā)展都有著重要的意義。
　　本文針對綠色無線通信(Green Wireless Communications)這一新興研究領域,首先介紹了綠色通信的相關背景,以及必要的理論基礎。然后分別針對高能量效率的資源管理、異構網(wǎng)中低功率節(jié)點(Low Power Node,LPN)的休眠模式(Sleep Mode,SM)和多種類型業(yè)務并存時提升能效的方法做了部分研究。
　　第一章概述了當前網(wǎng)絡中存在的問題,以及關于綠色通信這一課題

4、的研究現(xiàn)狀。在上述背景下導出了本文的研究工作,最后介紹了本文的結構及主要內容安排。
　　第二章考慮在異構網(wǎng)場景下,距離宏基站較遠的LPN會對鄰近的宏小區(qū)用戶帶來極大的干擾,而LPN之間由于覆蓋范圍不重疊及較低的發(fā)送功率,相互干擾可以忽略。因此LPN的功率分配只需考慮對鄰近宏小區(qū)用戶的影響,對宏小區(qū)用戶的干擾功率不能超過一個上限。通過拉格朗日對偶分解來解決在該約束條件下LPN的功率和頻率分配問題。
　　第三章考慮在單個宏小區(qū)覆

5、蓋下布署多個LPN,在不同時刻,各個LPN中的用戶將呈現(xiàn)正弦形狀的變化,如何根據(jù)用戶數(shù)目的不同來決定各個LPN是進入休眠狀態(tài)還是處于工作狀態(tài)以節(jié)省能量是本章研究的問題。本章提出了一種動態(tài)規(guī)劃(Dynamic Programming,DP)的方法來求得所有LPN的最佳工作狀態(tài),并且計算復雜度僅與系統(tǒng)資源塊數(shù)與LPN數(shù)的乘積有關。
　　第四章考慮網(wǎng)絡中多種業(yè)務類型的用戶共存時能量效率的提升方法,由于異構網(wǎng)中用戶并不是均勻分布在宏小區(qū)覆

6、蓋范圍內的,若按照傳統(tǒng)的最大參考信號接收功率(Reference Signal Received Power,RSRP)來決定用戶的接入,將導致大量用戶的滿意度下降,并且由于某些LPN的資源得不到利用而帶來系統(tǒng)能量效率的降低。因此,本章提出了基于消息傳遞的一種高能量效率的用戶接入方法,該方法能有效卸載高負荷小區(qū)的業(yè)務,使全網(wǎng)資源得到充分的利用,從而帶來能量效率的提升。
　　第五章對本文所做的研究作了總結,并且給出了下一步可能研究方