小蜂窩網(wǎng)絡(luò)干擾控制與節(jié)能方案研究.pdf

1、近十年，無(wú)線通信技術(shù)快速發(fā)展，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中越來(lái)越高的數(shù)據(jù)負(fù)載量與越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，移動(dòng)蜂窩網(wǎng)中高速增長(zhǎng)的能量消耗也引起人們?cè)絹?lái)越多的注意，大量的能耗不僅增加了運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本，更導(dǎo)致了環(huán)境的惡化。而傳統(tǒng)的宏蜂窩基站結(jié)合低功率、小半徑的小蜂窩基站組成的多層網(wǎng)絡(luò)是提高網(wǎng)絡(luò)能量有效性的一種十分有前景的途徑，宏蜂窩基站對(duì)網(wǎng)絡(luò)提供全面的覆蓋，而小蜂窩基站與用戶的距離更近，以更低的能耗提供更高速的接入。小蜂窩的半徑小，基站間距離較近，因此，小

2、蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的蜂窩間干擾更為嚴(yán)重，而由于宏蜂窩基站的存在，多層的混合網(wǎng)絡(luò)中還存在跨層間的蜂窩間干擾。
　　蜂窩間干擾控制與節(jié)能是新一代移動(dòng)蜂窩網(wǎng)中兩個(gè)重要的研究問(wèn)題。在蜂窩間干擾控制技術(shù)中，干擾協(xié)調(diào)技術(shù)不依賴于底層的通信技術(shù)，通用性較高，因此本文采用基于頻率資源分配的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)蜂窩間干擾控制。在蜂窩網(wǎng)中，基站的耗能占網(wǎng)絡(luò)整體耗能的60-80％，而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)負(fù)載量很小時(shí)，基站的耗能甚至占網(wǎng)絡(luò)整體耗能的90％，因此本文采用基站

3、休眠技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)基站的節(jié)能，提高網(wǎng)絡(luò)整體能量有效性。之前的大部分研究將蜂窩間干擾控制與節(jié)能這兩個(gè)問(wèn)題分開(kāi)研究，而這兩個(gè)要問(wèn)題對(duì)用戶的服務(wù)質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)的能量消耗都有很大的影響，因此，應(yīng)該聯(lián)合研究網(wǎng)絡(luò)的蜂窩間干擾控制與節(jié)能，并在一個(gè)框架下進(jìn)行優(yōu)化。于是，針對(duì)新一代移動(dòng)蜂窩網(wǎng)中單層的小蜂窩網(wǎng)絡(luò)與多層的混合網(wǎng)絡(luò)，本文以最大化網(wǎng)絡(luò)整體能量有效性構(gòu)建目標(biāo)方程，將蜂窩間干擾控制與網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能在一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題中進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)動(dòng)態(tài)地分配頻譜資源及采用基站休眠

4、技術(shù)來(lái)同時(shí)達(dá)到控制蜂窩間干擾與節(jié)能的目的。同時(shí)，本文還考慮了用戶間的公平性。
　　另外，現(xiàn)有的關(guān)于蜂窩間干擾控制與節(jié)能的方案大部分是基于中心式方案的，即將網(wǎng)絡(luò)的所有信息收集到中心控制器，再做決策，因此，中心式方案會(huì)受到延遲的動(dòng)態(tài)信息、冗長(zhǎng)的信令信息、較差的可擴(kuò)展性等方面的影響。針對(duì)單層的小蜂窩網(wǎng)絡(luò)，本文首先對(duì)提出的優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行一系列地簡(jiǎn)化，并結(jié)合投影次梯度法與原始分解法將中心式方案轉(zhuǎn)化為分布式方案，即每個(gè)蜂窩只需自身及鄰近蜂窩的信