異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的能耗均衡.pdf

1、隨著人類(lèi)社會(huì)和科技的不斷進(jìn)步，通信技術(shù)也不斷地繁榮發(fā)展，無(wú)線接入技術(shù)百家爭(zhēng)鳴，百花齊放，各種無(wú)線接入技術(shù)的共存構(gòu)成了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。本文針對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的能耗均衡問(wèn)題展開(kāi)了探索性的研究。
　　由宏基站和小基站組成的single-RAT(single Radio Access Technology)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)小基站異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)）是未來(lái)5G通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。鑒于絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載在室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生的，3GPP提議的部署小基站網(wǎng)絡(luò)將成為L(zhǎng)TE

2、系統(tǒng)中最具發(fā)展前景的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。小基站網(wǎng)絡(luò)不僅可以顯著地改善室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，而且還能增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)邊緣用戶的體驗(yàn)。一方面通過(guò)頻譜復(fù)用，小基站提高了頻譜效率;另一方面，通過(guò)縮短傳輸距離和改善信道質(zhì)量，小基站降低了終端能耗。然而大規(guī)模的小基站網(wǎng)絡(luò)的部署使得基站網(wǎng)絡(luò)的能耗劇增。小基站網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能通信成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。小基站的睡眠是降低小基站網(wǎng)絡(luò)能耗、減輕跨層干擾和層間干擾的有效方式。在網(wǎng)絡(luò)低負(fù)載的地區(qū)或者時(shí)間段，可以通過(guò)關(guān)閉小基站來(lái)節(jié)約網(wǎng)絡(luò)的能耗。

3、但是小基站睡眠模式選擇時(shí)，覆蓋范圍內(nèi)的用戶被迫接入到宏基站中。雖然基站網(wǎng)絡(luò)能耗減少，但是由于傳輸距離的增大，用戶的能耗將會(huì)增大。本文通過(guò)研究用戶能耗和網(wǎng)絡(luò)能耗之間的折中關(guān)系，實(shí)現(xiàn)小基站節(jié)能通信。本文將基于睡眠控制的小基站網(wǎng)絡(luò)的用戶能耗和網(wǎng)絡(luò)能耗的加權(quán)值作為優(yōu)化目標(biāo)，以小基站的睡眠控制和用戶接入選擇作為優(yōu)化的方法，以小基站隨機(jī)分布的單蜂窩小區(qū)中的網(wǎng)絡(luò)和用戶能耗的加權(quán)之和為優(yōu)化目標(biāo)，提出一種基于SSCPLP的算法和其它的啟發(fā)式算法。通過(guò)選擇

4、合適的權(quán)重系數(shù)和基站睡眠，我們的算法能夠平衡用戶體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)的能耗水平的目的。我們的研究成果為網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商權(quán)衡用戶體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)能耗提供了有價(jià)值的參考。
　　在未來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)中，5G/WLAN/WiMax將會(huì)構(gòu)成multi-RAT(multiple Radio AccessTechnology)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。Multi-RAT異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有干擾小、頻譜利用率高和容量大等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)大勢(shì)所趨。在multi-RAT異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，各RAT層之

5、間使用正交的頻率資源，因而各層之間的干擾問(wèn)題得到了良好的解決;此外，用戶通過(guò)同時(shí)接入到各個(gè)不同RAT層，獲得復(fù)用的增益，使得系統(tǒng)容量的得到提升;最后，各RAT之間通過(guò)部分頻率復(fù)用，使得系統(tǒng)頻譜利用率得到了提升。本文對(duì)multi-RAT異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中用戶上行能量效率均衡作研究，旨在通過(guò)延長(zhǎng)用戶終端電池使用時(shí)間來(lái)提升用戶體驗(yàn)。本文創(chuàng)新性地將每個(gè)用戶的上行能量效率作為優(yōu)化目標(biāo)，建立多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題MOOP。我們提出了烏托邦能效的概念，并且通過(guò)加權(quán)切