本文關(guān)鍵詞：異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中能效問題優(yōu)化與分析

  更多相關(guān)文章： 基站協(xié)作 能效 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 局部時延 點過程 隨機DTX策略 隨機幾何 用戶為中心成簇

【摘要】：在未來無線網(wǎng)絡(luò)中,異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的部署能滿足日益增長的移動通信量需求。然而,大量小小區(qū)(small cell)基站的密集、隨機部署以及它們之間的非協(xié)作操作引發(fā)了人們對異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中能效問題的擔(dān)憂。一方面,隨機幾何已經(jīng)成為異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的主要建模和分析工具；另一方面,基站協(xié)作和非連續(xù)傳輸(DTX)策略是兩個能提高系統(tǒng)能效的有效技術(shù)。因此,基于隨機幾何框架,本文主要討論基站協(xié)作和隨機DTX策略對異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中能效的影響。首先,本文基于以用戶為中心的基站成簇模型,研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中高能效基站協(xié)作機制,其中,每層簇內(nèi)的協(xié)作基站聯(lián)合傳輸相同的數(shù)據(jù)給典型用戶。使用隨機幾何工具,本文推導(dǎo)了K層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中遍歷速率的一般表達(dá)式。接著,本文描述了一個最小遍歷速率約束的平均簇內(nèi)功耗最小化問題,并推導(dǎo)了最優(yōu)協(xié)作半徑的近似閉式解。仿真結(jié)果證實了理論分析的有效性,也證實了近似閉式解具有較好的估計效果。同時,本文也證實了,包含宏小區(qū)(macrocell)基站和small cell基站的兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)比傳統(tǒng)的nacrocell網(wǎng)絡(luò)更節(jié)能。其次,針對前面工作中存在的一些局限性——例如沒有考慮協(xié)作對全網(wǎng)能耗的影響、沒有考慮慢衰落(例如陰影衰落)對協(xié)作成簇的影響、需要假設(shè)每層的基站對應(yīng)相同的路徑損耗因子等,本文提出基于接收信號強度(RSS)的基站成簇模型,并在更一般的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景中進(jìn)一步研究基站協(xié)作機制。首先,利用隨機幾何工具推導(dǎo)了K層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中平均用戶速率的一般表達(dá)式,接著,本文描述了一個最小平均用戶速率約束的全網(wǎng)功耗最小化問題,并推導(dǎo)了該問題的近似最優(yōu)解。仿真結(jié)果同樣證實了理論分析的有效性,也證實了近似最優(yōu)解具有較好的估計效果。最后,仿真結(jié)果驗證了本文提出的基于RSS的成簇模型比幾何成簇模型更節(jié)能。最后,本文在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中研究隨機DTX策略對局部時延和能效的影響。利用隨機幾何分析工具推導(dǎo)了K層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中局部時延與能效的一般表達(dá)式,并在特殊場景中獲得了局部時延與能效的閉式表達(dá)式�；谶@些分析結(jié)果,本文分別討論了基站密度、信干比(SIR)門限、路徑損耗因子以及休眠概率對系統(tǒng)性能的影響。接著,本文分別提供了最大能效的低速率和高速率漸近行為。這些漸進(jìn)行為揭示了：在低速率區(qū)域,使用隨機DTX策略將會降低能效；然而,在高速率區(qū)域,使用隨機DTX策略能保證有限的局部時延,并能提高能效。
【關(guān)鍵詞】：基站協(xié)作 能效 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) 局部時延 點過程 隨機DTX策略 隨機幾何 用戶為中心成簇
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.53
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 本論文專用術(shù)語的注釋表13-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 論文的內(nèi)容安排17-19
• 1.3 數(shù)學(xué)符號約定19-21
• 第二章 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中空間建模與性能分析21-33
• 2.1 引言21-22
• 2.2 隨機幾何建模的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)22-27
• 2.2.1 SINR模型22-24
• 2.2.2 點過程24-26
• 2.2.3 性能指標(biāo)的分析26-27
• 2.3 隨機幾何對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的建模方法27-31
• 2.3.1 PPP和HCPP模型27-29
• 2.3.2 基準(zhǔn)隨機幾何模型29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中高能效基站協(xié)作機制33-45
• 3.1 引言33-34
• 3.2 系統(tǒng)模型34-36
• 3.2.1 基站協(xié)作策略34-35
• 3.2.2 基站成簇模型35
• 3.2.3 簇內(nèi)功率損耗35-36
• 3.3 遍歷速率36-37
• 3.4 功率最小化問題37-40
• 3.4.1 子問題一38-39
• 3.4.2 子問題二39-40
• 3.5 仿真結(jié)果40-44
• 3.5.1 驗證理論結(jié)果41-42
• 3.5.2 分析上界的近似程度42
• 3.5.3 最小簇內(nèi)功率損耗42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第四章 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于RSS門限的基站成簇與協(xié)作策略45-67
• 4.1 引言45
• 4.2 系統(tǒng)模型45-49
• 4.2.1 基站協(xié)作策略46-47
• 4.2.2 基站成簇模型47-48
• 4.2.3 基站負(fù)載與區(qū)域功率損耗48-49
• 4.3 平均用戶速率49-52
• 4.4 功率最小化問題52-60
• 4.4.1 子問題53-56
• 4.4.2 子問題二56-58
• 4.4.3 推廣到更一般的信道模型58-60
• 4.5 仿真結(jié)果60-65
• 4.5.1 定理4.3.1的驗證60-62
• 4.5.2 定理4.4.1近似程度分析62-63
• 4.5.3 區(qū)域功率損耗63-65
• 4.6 本章小結(jié)65-67
• 第五章 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中局部時延與能效的分析與折衷67-87
• 5.1 引言67-68
• 5.2 系統(tǒng)模型68-70
• 5.2.1 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型68
• 5.2.2 隨機DTX策略68-69
• 5.2.3 性能指標(biāo)69-70
• 5.3 局部時延70-75
• 5.3.1 一般場景與主要結(jié)果70-72
• 5.3.2 特殊情形與分析結(jié)果72-75
• 5.4 能效75-79
• 5.4.1 基站密度的影響75-76
• 5.4.2 SIR門限的影響76
• 5.4.3 休眠概率的影響76-79
• 5.5 數(shù)值結(jié)果79-85
• 5.6 本章小結(jié)85-87
• 第六章 全文總結(jié)87-89
• 附錄A 證明定理4.4.189-91
• 附錄B 證明推論4.4.291-93
• 附錄C 證明定理4.4.293-95
• 參考文獻(xiàn)95-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果101-103
• 致謝103

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬忠建,方旭明,傲丹;虛擬蜂窩網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展[J];數(shù)據(jù)通信;2004年06期

2 劉濤;戎蒙恬;史宏逵;;中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)間和小區(qū)內(nèi)的資源分割[J];信息安全與通信保密;2007年03期

3 ;MIMO[J];電子質(zhì)量;2008年09期

4 李卓暉;龍芳;黃進(jìn)永;;計算機輔助蜂窩網(wǎng)性能與可靠性優(yōu)化設(shè)計[J];廣東通信技術(shù);2010年05期

5 李云;朱雪;廖超;;蜂窩網(wǎng)絡(luò)中能效最大的最優(yōu)中繼位置研究[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年01期

6 倪銳;周武e，

本文編號：833395