基于分流的异构无线网络基站节能算法研究

【摘要】：随着移动通信技术的迅猛发展，通信网络结构的多样性与复杂性日益呈现，融合、协作已经成为下一代网络的发展趋势。未来的移动通信网络将不会是某一种技术的天下，而应该是多种技术并存，共同组成异构无线网络。通信技术的不断演进为人们带来了前所未有的便捷，但随之而来的，还有通信系统中值得人们重点关注的功耗问题。从能源、环境以及经济等多个方面来看，节能降耗已成为通信业亟待解决的问题。在通信系统的功耗组成结构中，移动通信系统中的基站功耗的占比最大，学者们纷纷探究降低网络侧基站功耗的各类方法。 本文对比较典型的HSCA网络架构存在的问题进行分析，将移动代理思想与CoMP技术引入HSCA网络架构中，提出一种适用于基站节能方法部署的异构无线网络半分布式协作网格结构SDCGA，并给出了SDCGA结构中各网元间的信令交互流程。 本文认为理想的基站节能方法应从网络架构、业务接纳控制、资源联合管理、动态功率分配以及网间负载转移等多个层面统一部署实现，然而现有的基站节能方法均未能实现这样全过程的网间协作。针对这一问题，本文将业务分流思想运用到异构无线网络基站节能研究中，提出一种基于分流的基站节能算法（FDE）。在FDE算法中，自业务请求接入网络，直至业务离开，网络动态地计算业务在各系统间的最佳分流比率，在保障业务QoS需求的同时，最小化网络接纳业务所消耗的功率，对异构无线网络资源进行联合节能管理。仿真结果表明，FDE算法能够获得较好的网络节能增益，并有效提高资源利用率。 考虑到CoMP技术在改善小区边界用户速率方面的性能，本文对多点协作技术的发展背景与研究现状进行分析，并在此基础上讨论了CoMP技术应用于网络节能研究中的潜力。在FDE算法的基础上，本文提出一种结合多点协作技术的FDE改进算法（C-FDE），仿真结果表明C-FDE算法较FDE算法能够进一步地降低网络接纳业务所需消耗的功率，具有较高的节能增益。 在网络负载较轻时，本文提出一种引入休眠机制的C-FDE改进算法（CS-FDE），该算法允许CoMP小区簇内的低载小区进入休眠状态，并由其他活跃小区共同承载业务。仿真结果表明，与Cell zooming小区休眠方法相比，CS-FDE算法不需要扩大休眠小区邻近小区的覆盖范围即可为业务提供服务，能够获得更高的网络节能增益。 本文的工作和成果对在异构无线网络中采用分流方式实现基站节能具有重要意义。 【关键词】：基站节能 异构无线网络 分流 CoMP 最佳分流比率
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 论文研究背景9-12
• 1.1.1 异构无线网络概述9-10
• 1.1.2 无线网络节能问题概述10-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 异构无线网络联合无线资源管理12-13
• 1.2.2 网络节能方法研究现状13-18
• 1.3 论文研究意义及创新点18-19
• 1.4 论文主要工作及章节安排19-21
• 第2章 异构无线网络协作网格结构及协作多点通信技术简介21-29
• 2.1 异构无线网络半分布式协作网格结构21-24
• 2.1.1 网络结构描述21-23
• 2.1.2 信令交互流程23-24
• 2.2 协作多点通信技术在网络节能中的应用24-27
• 2.2.1 CoMP 技术简介24-26
• 2.2.2 CoMP 技术用于网络节能的潜力26-27
• 2.3 本章小结27-29
• 第3章 基于分流的异构无线网络基站节能算法29-41
• 3.1 系统模型29
• 3.2 算法描述29-35
• 3.2.1 功耗模型31-33
• 3.2.2 最佳分流比率33-34
• 3.2.3 节能控制过程34-35
• 3.3 FDE 算法性能分析35-40
• 3.3.1 仿真场景35-36
• 3.3.2 仿真分析36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 结合多点协作技术与休眠机制的 FDE 改进算法41-59
• 4.1 系统模型41-47
• 4.1.1 二维资源单元41-42
• 4.1.2 信道模型42-43
• 4.1.3 CoMP 小区簇模型43-45
• 4.1.4 业务模型45
• 4.1.5 功耗模型45-47
• 4.1.6 最佳分流比率47
• 4.2 结合 CoMP 的 FDE 改进算法47-53
• 4.2.1 C-FDE 算法流程47-49
• 4.2.2 节能控制过程49
• 4.2.3 C-FDE 算法性能分析49-53
• 4.3 引入休眠机制的 C-FDE 改进算法53-58
• 4.3.1 CS-FDE 算法流程53-55
• 4.3.2 节能控制过程55
• 4.3.3 CS-FDE 算法性能分析55-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 总结与展望59-61
• 5.1 论文总结59-60
• 5.2 未来工作展望60-61
• 参考文献61-69
• 作者简介及科研成果69-71
• 致谢71

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