異構(gòu)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)研究.pdf

1、移動(dòng)通信在給當(dāng)代社會(huì)的發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)的同時(shí)，其能量消耗和碳足跡也在不斷地迅速增長(zhǎng)。因此，近年來(lái)對(duì)于綠色通信的研究已經(jīng)引起了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。本文主要研究了無(wú)線(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能量效率及其相關(guān)的節(jié)能算法或策略。
　　首先，本文重點(diǎn)介紹了基站的能耗模型并從不同的角度概述了幾種能效評(píng)價(jià)指標(biāo)，并主要研究了兩種常用的能效評(píng)價(jià)指標(biāo)（W/km2和bits/Joule）以及三種典型的基站能耗模型對(duì)于能效評(píng)價(jià)的影響。通過(guò)對(duì)于兩個(gè)簡(jiǎn)單能效優(yōu)化問(wèn)題

2、的理論分析和實(shí)驗(yàn)仿真表明:能效研究中，應(yīng)當(dāng)綜合考慮網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量的限制要求，否則兩種能效評(píng)價(jià)指標(biāo)將會(huì)得出截然相反的矛盾結(jié)論。同時(shí)，對(duì)于基站的能耗建模，僅僅考慮基站的發(fā)射功率而忽視基站的靜態(tài)功耗以及回程鏈路的開(kāi)銷(xiāo)也可能會(huì)對(duì)能效研究結(jié)果產(chǎn)生不可忽視的影響。
　　其次，本文提出了一種特殊的Macro-Pico兩層異構(gòu)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下的pico小區(qū)休眠策略。場(chǎng)景的特殊之處在于一些pico小區(qū)存在覆蓋重疊。該策略的核心點(diǎn)就在于盡可能地利用鄰p

3、ico小區(qū)可用的剩余資源來(lái)幫助卸載待關(guān)閉的pico小區(qū)的相關(guān)用戶(hù)。從而在保證用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)，可以關(guān)閉更多的pico小區(qū)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。通過(guò)兩個(gè)不同角度的實(shí)驗(yàn)仿真表明:無(wú)論卸載性能還是關(guān)閉pico小區(qū)的能力，所提策略相比只利用宏基站來(lái)卸載用戶(hù)的普通策略都有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此更加節(jié)能。
　　最后，本文研究了兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)同頻或異頻組網(wǎng)時(shí)，覆蓋性能限制下的最優(yōu)能效及對(duì)應(yīng)的最優(yōu)小小區(qū)密度，并分析了小小區(qū)密集部署場(chǎng)景下隨機(jī)休眠對(duì)于網(wǎng)絡(luò)能效和中斷

4、概率的影響。首先，基于隨機(jī)幾何的理論知識(shí)，推導(dǎo)出了異頻和同頻組網(wǎng)時(shí)宏小區(qū)和小小區(qū)內(nèi)邊緣用戶(hù)的平均中斷概率表達(dá)式，進(jìn)而得到了小小區(qū)密度與中斷概率門(mén)限之間的關(guān)系表達(dá)式。然后，明確了能效最大化的優(yōu)化目標(biāo)，并通過(guò)二分查找算法求得了最優(yōu)小小區(qū)密度。最后，仿真結(jié)果顯示，異頻組網(wǎng)時(shí)的能效優(yōu)于同頻組網(wǎng)。同時(shí)，它還表明異頻組網(wǎng)時(shí)最大化能效的最優(yōu)小小區(qū)密度僅與小小區(qū)的覆蓋性能要求有關(guān)。而同頻組網(wǎng)時(shí)，最大化能效得到的最優(yōu)小小區(qū)密度是由宏小區(qū)和小小區(qū)兩者的覆蓋