蜂窩無線接入網(wǎng)能效分析模型研究
本文關(guān)鍵詞:蜂窩無線接入網(wǎng)能效分析模型研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,隨之而來的能耗和環(huán)保問題越來越引起了各界的關(guān)注,于是綠色通信的概念由此而生。而在以MIMO和OFDM為核心技術(shù)的4G通信系統(tǒng)中,主要強(qiáng)調(diào)了用戶通信速率的提高、用戶接入能力的加強(qiáng)以及干擾協(xié)調(diào)等問題,但并未對(duì)能量消耗的節(jié)省和環(huán)境的保護(hù)問題進(jìn)行詳細(xì)闡述。所以,本文針對(duì)綠色通信問題中的能效問題和無線接入網(wǎng)綠色評(píng)價(jià)問題展開了以下的一些研究。首先,在單小區(qū)場(chǎng)景前提下,對(duì)已有的基站能耗模型進(jìn)行研究,將電路功耗、電源功耗、空調(diào)功耗等輔助設(shè)備功耗考慮進(jìn)靜態(tài)功耗部分,建立了接近實(shí)際情況的線性功耗模型。再依據(jù)能效的經(jīng)典定義——系統(tǒng)性能除以總功耗,建立了基于實(shí)際線性功耗模型的能效分析模型,同時(shí)對(duì)不同系統(tǒng)參數(shù)與能效的關(guān)系進(jìn)行了仿真分析。并在此基礎(chǔ)上對(duì)在小區(qū)邊緣采用中繼通信的系統(tǒng)場(chǎng)景進(jìn)行了能效的仿真分析,與無中繼情況下的能效進(jìn)行了比較,并分析了差異存在的原因。然后,針對(duì)基于吞吐率的能效問題進(jìn)行了分析研究,并提出了一個(gè)基于成功傳輸概率的能效評(píng)價(jià)模型。以單蜂窩系統(tǒng)的能效模型為研究對(duì)象,分析了在滿足系統(tǒng)最低吞吐量需求的前提下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能效函數(shù)的最大化時(shí)傳輸功率的值;接著引入通信中斷的概念,建立了基于中斷概率的吞吐率的數(shù)學(xué)模型,并就吞吐量閾值對(duì)于中斷概率的影響進(jìn)行了仿真分析;進(jìn)而建立了基于上述吞吐量模型的系統(tǒng)能量效率模型,并對(duì)相關(guān)參數(shù)產(chǎn)生的影響進(jìn)行了詳細(xì)的仿真和分析。最后,提出了基于模糊數(shù)學(xué)的蜂窩無線接入網(wǎng)綠色評(píng)價(jià)模型。通過分析蜂窩無線接入網(wǎng)中能效和譜效的仿真結(jié)果,建立了無線接入網(wǎng)綠色評(píng)價(jià)因素集合,選取了實(shí)現(xiàn)過程優(yōu)于9標(biāo)度法的3標(biāo)度法來度量綠色因子的相對(duì)重要程度,結(jié)合層次分析法確定了各個(gè)層次中各個(gè)綠色指標(biāo)的權(quán)重,再依據(jù)已有的隸屬度分布函數(shù)來確定綠色評(píng)價(jià)因子的模糊關(guān)系隸屬度矩陣,根據(jù)最大隸屬度原則來確定最終的評(píng)價(jià)等級(jí)。接著針對(duì)一個(gè)實(shí)際的蜂窩無線接入網(wǎng),運(yùn)用本文建立的綠色評(píng)價(jià)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明模型的有效性較高。
【關(guān)鍵詞】:能量效率 協(xié)同通信 成功傳輸概率 綠色評(píng)價(jià)模型
【學(xué)位授予單位】:蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TN915.6
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-16
- 1.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
- 1.2 綠色通信研究的背景和現(xiàn)狀10-14
- 1.3 論文的研究范圍和意義14
- 1.4 論文的主要工作和組織結(jié)構(gòu)14-16
- 2 綠色度量與能效模型分析16-26
- 2.1 系統(tǒng)模型16-17
- 2.2 基站功耗模型17-19
- 2.2.1 基站功耗組成分析17-18
- 2.2.2 基站功耗模型建立18
- 2.2.3 基站能效模型建立18-19
- 2.3 下行鏈路的能效分析(直接能效分析)19-22
- 2.4 中繼情況下小區(qū)邊緣能效分析22-25
- 2.5 本章小結(jié)25-26
- 3 基于吞吐量的能效模型分析26-36
- 3.1 最佳傳輸功率分析26-29
- 3.2 成功傳輸概率分析29-31
- 3.3 基于吞吐率的能效分析31-34
- 3.4 本章小結(jié)34-36
- 4 無線接入網(wǎng)綠色評(píng)價(jià)模型研究36-48
- 4.1 綠色度的引入36
- 4.2 綠色評(píng)價(jià)分析模型36-42
- 4.2.1 構(gòu)建綠色度評(píng)價(jià)集36-37
- 4.2.2 綠色因子的權(quán)重確定37-39
- 4.2.3 模糊綜合評(píng)價(jià)模型建立39-42
- 4.3 評(píng)價(jià)模型的實(shí)例應(yīng)用42-47
- 4.3.1 比較矩陣與判斷矩陣的構(gòu)建42-43
- 4.3.2 優(yōu)化矩陣的計(jì)算43-44
- 4.3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重確定44
- 4.3.4 隸屬度矩陣的計(jì)算44-46
- 4.3.5 綠色度函數(shù)的計(jì)算46-47
- 4.4 本章小結(jié)47-48
- 5 結(jié)束語48-50
- 5.1 全文總結(jié)48
- 5.2 全文展望48-50
- 致謝50-51
- 參考文獻(xiàn)51-54
- 攻讀學(xué)位期間的研究成果54
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