光無(wú)線(xiàn)融合接入網(wǎng)絡(luò)(Integrated Fiber-Wireless Access Network,FiWi)有效融合低成本、高帶寬和高可靠的光網(wǎng)絡(luò)與高移動(dòng)性、高靈活性的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)成為下一代接入網(wǎng)的重要解決方案之一。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,接入網(wǎng)能耗約占整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的70%,并且隨著通信設(shè)備的增加以及帶寬速率的提升,接入網(wǎng)能耗占比持續(xù)增加。因此,設(shè)計(jì)有效的節(jié)能機(jī)制對(duì)降低FiWi的能耗具有重大意義。光無(wú)線(xiàn)融合接入網(wǎng)絡(luò)存在光網(wǎng)絡(luò)單元利用率低,數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中控制開(kāi)銷(xiāo)較大的問(wèn)題。如何在保障網(wǎng)絡(luò)性能的基礎(chǔ)上降低整網(wǎng)能耗是FiWi中的一個(gè)重大問(wèn)題。首先,本文介紹了光無(wú)線(xiàn)融合接入網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù),然后分析了該網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的節(jié)能機(jī)制,主要包括FiWi的硬件、軟件節(jié)能機(jī)制以及基于幀聚合的節(jié)能機(jī)制,并對(duì)現(xiàn)有的節(jié)能機(jī)制進(jìn)行了闡述與分析。其次,本文提出一種帶有上行數(shù)據(jù)幀聚合的FiWi節(jié)能機(jī)制,建立M/G/1模型分析數(shù)據(jù)幀在無(wú)線(xiàn)域節(jié)點(diǎn)及光域節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列時(shí)延,結(jié)合不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的最大容忍時(shí)延,推導(dǎo)各優(yōu)先級(jí)聚合幀在不同網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的最佳長(zhǎng)度,進(jìn)而根據(jù)所得到的最佳幀長(zhǎng)對(duì)光域節(jié)點(diǎn)進(jìn)行休眠調(diào)度,在保障業(yè)務(wù)時(shí)延的前提下,盡可能地延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)休眠時(shí)間長(zhǎng)度,提高網(wǎng)絡(luò)能量效率。仿真結(jié)果表明,本文提出的節(jié)能機(jī)制能夠有效降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能耗并且能夠保證業(yè)務(wù)的時(shí)延性能。再次,本文提出一種帶有負(fù)載轉(zhuǎn)移的FiWi自適應(yīng)數(shù)據(jù)幀聚合節(jié)能機(jī)制。首先對(duì)無(wú)線(xiàn)信道進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估,其次根據(jù)信道質(zhì)量自適應(yīng)改變聚合幀長(zhǎng),降低頻繁搶占和接入信道所帶來(lái)的能耗以及由于信道質(zhì)量較差致使大量數(shù)據(jù)幀重傳所帶來(lái)的重傳能耗;光域根據(jù)不同業(yè)務(wù)的時(shí)延需求,為各個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列定義最優(yōu)長(zhǎng)度,利用負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)制動(dòng)態(tài)地在不同ONU之間分配業(yè)務(wù)負(fù)載,最大化ONU休眠率,降低網(wǎng)絡(luò)能耗。仿真結(jié)果表明,所提方法在保障各類(lèi)業(yè)務(wù)時(shí)延性能的基礎(chǔ)上能夠大幅降低網(wǎng)絡(luò)能耗。最后總結(jié)全文,并展望未來(lái)的研究工作。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN929.1
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 FiWi概述
        1.1.1 FiWi的研究背景
        1.1.2 FiWi的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        1.1.3 FiWi的優(yōu)勢(shì)
    1.2 FiWi的關(guān)鍵技術(shù)
        1.2.1 網(wǎng)元部署策略
        1.2.2 路由機(jī)制
        1.2.3 生存性機(jī)制
        1.2.4 節(jié)能機(jī)制
    1.3 本文主要工作及其意義
    1.4 本文結(jié)構(gòu)安排
第2章 FiWi的節(jié)能機(jī)制
    2.1 FiWi硬件節(jié)能機(jī)制
    2.2 FiWi軟件節(jié)能機(jī)制
        2.2.1 光域節(jié)能策略
        2.2.2 無(wú)線(xiàn)域節(jié)能策略
    2.3 基于幀聚合的節(jié)能策略
    2.4 本章小結(jié)
第3章 帶有上行數(shù)據(jù)幀聚合的FiWi節(jié)能機(jī)制
    3.1 研究背景
    3.2 自適應(yīng)幀長(zhǎng)聚合機(jī)制
        3.2.1 無(wú)線(xiàn)域隊(duì)列時(shí)延分析
        3.2.2 ONU隊(duì)列時(shí)延分析
        3.2.3 最佳幀長(zhǎng)分析
    3.3 ONU休眠調(diào)度
    3.4 數(shù)值結(jié)果分析
        3.4.1 不同負(fù)載下的網(wǎng)絡(luò)能耗
        3.4.2 不同負(fù)載下的數(shù)據(jù)幀平均時(shí)延
        3.4.3 不同有效負(fù)載下的控制字節(jié)開(kāi)銷(xiāo)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 帶有負(fù)載轉(zhuǎn)移的FiWi自適應(yīng)數(shù)據(jù)幀聚合節(jié)能機(jī)制
    4.1 研究背景
    4.2 自適應(yīng)幀聚合機(jī)制
        4.2.1 無(wú)線(xiàn)域信道質(zhì)量評(píng)估
        4.2.2 無(wú)線(xiàn)域聚合幀最優(yōu)長(zhǎng)度分析
    4.3 ONU負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)制
        4.3.1 無(wú)線(xiàn)域數(shù)據(jù)幀時(shí)延分析
        4.3.2 光域數(shù)據(jù)幀時(shí)延分析
        4.3.3 時(shí)延感知的負(fù)載轉(zhuǎn)移機(jī)制
    4.4 網(wǎng)絡(luò)能耗計(jì)算
    4.5 數(shù)值結(jié)果分析
        4.5.1 不同負(fù)載下的網(wǎng)絡(luò)能耗
        4.5.2 不同負(fù)載下的數(shù)據(jù)幀平均端到端時(shí)延
        4.5.3 不同聚合子幀數(shù)目下的網(wǎng)絡(luò)性能分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)束語(yǔ)
    5.1 主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)
    5.2 后續(xù)研究工作
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果

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本文編號(hào)：2838235