【摘要】：近十年來(lái),隨著智能手機(jī)、平板電腦等用戶終端的廣泛使用,數(shù)據(jù)流量和移動(dòng)業(yè)務(wù)經(jīng)歷了爆炸式的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2020年移動(dòng)通信系統(tǒng)將會(huì)面臨巨大的挑戰(zhàn)。即使4G技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)容量和用戶數(shù)據(jù)速率上相較于3G已經(jīng)有了很大的提升,但是仍然無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的流量需求,為滿足低能耗、高容量和低延時(shí)的通信需求,關(guān)于5G標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的探究已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。5G中的關(guān)鍵技術(shù)—超密集網(wǎng)絡(luò)(Ultra-Dense Network,UDN)技術(shù)已成為移動(dòng)通信發(fā)展的必然趨勢(shì)。超密集部署是通過(guò)在宏基站的覆蓋范圍下增加小小區(qū)(Small Cell)基站的部署密度來(lái)實(shí)現(xiàn)基站的超密集部署。流量需求和基站密度的增加勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致基站功率的大量消耗,降低基站能耗,實(shí)現(xiàn)“綠色蜂窩網(wǎng)絡(luò)”是未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有待實(shí)現(xiàn)的重要目標(biāo)。一個(gè)合適的用戶關(guān)聯(lián)算法對(duì)于降低系統(tǒng)能耗具有重要的意義。基于此,本文將對(duì)超密集部署下的用戶關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行進(jìn)一步研究,以期能夠在系統(tǒng)能效方面得到進(jìn)一步的改善。本文針對(duì)超密集部署異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中考慮能效和能耗問題的用戶關(guān)聯(lián)算法進(jìn)行了研究。首先對(duì)原有的基于吞吐量的算法進(jìn)行了改進(jìn),以系統(tǒng)能效為優(yōu)化目標(biāo),結(jié)合小區(qū)休眠技術(shù),設(shè)計(jì)了一種基于小區(qū)休眠的用戶關(guān)聯(lián)算法;其次考慮可再生能源與電力能源同時(shí)供電的超密集網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)了一種綠色能源感知的用戶關(guān)聯(lián)算法。本文的主要內(nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)第一部分工作以系統(tǒng)能效為優(yōu)化目標(biāo),設(shè)計(jì)了基于小區(qū)休眠的用戶關(guān)聯(lián)算法。在用戶關(guān)聯(lián)過(guò)程中同時(shí)考慮其獲得的數(shù)據(jù)速率和基站的能耗,對(duì)提供最大能效的基站遞交接入申請(qǐng)。用戶關(guān)聯(lián)過(guò)程完成后,不同于原算法的空載小區(qū)休眠,本文算法將考慮使一些滿足條件的輕載小基站成為休眠基站,并給出了輕載基站是否能夠休眠的判定準(zhǔn)則。最后對(duì)本文算法以及對(duì)比算法進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明,本文算法在保證吞吐量的同時(shí),在系統(tǒng)能耗和能效方面均要優(yōu)于對(duì)比算法,達(dá)到了“綠色通信”的要求。(2)不同于傳統(tǒng)的由單一電力能源供電的網(wǎng)絡(luò),本文第二部分工作考慮由電力能源和可再生能源供電的混合能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)了一種綠色能源感知的自適應(yīng)用戶關(guān)聯(lián)算法,用戶能夠根據(jù)基站的功耗和綠色能源使用情況,自適應(yīng)地調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián)策略。該算法對(duì)傳統(tǒng)的基于最大信干噪比的匹配理論進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)與綠色能源和基站能耗相關(guān)的效用函數(shù),并根據(jù)綠色能源剩余情況為基站制定不同的優(yōu)先級(jí),最后結(jié)合資源優(yōu)化算法來(lái)完成用戶的接入過(guò)程�；绢愋偷亩鄻踊突镜某芗渴鹗咕W(wǎng)絡(luò)中的鏈路情況和干擾情況發(fā)生了改變,為更準(zhǔn)確地捕獲基站和用戶之間路徑損耗,此部分算法采用了雙斜率路徑損耗模型架構(gòu)。仿真結(jié)果表明,在滿足用戶的數(shù)據(jù)速率需求下,該算法的能效、系統(tǒng)的電力能耗、宏基站的功耗、接入公平性和綠色能源利用率等性能均要優(yōu)于對(duì)比算法。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

圖 3-4、3-5、3-6 為在干擾關(guān)系門限系數(shù) 取 0.8 時(shí)，每個(gè)宏基站下用戶到達(dá)數(shù)量均值對(duì)系統(tǒng)性能的影響。圖 3-4 描繪了每個(gè)宏基站下用戶到達(dá)數(shù)量均值對(duì)系統(tǒng)總吞吐量的影響曲線。

圖 3-5 每個(gè)宏基站下用戶到達(dá)數(shù)量均值的變化對(duì)系統(tǒng)總能耗的影響圖 3-6 比較了本文 BCSUA 算法和其他對(duì)算法的能效隨每個(gè)宏基站下用戶到達(dá)數(shù)量均值的變化情況。隨著用戶數(shù)量均值的增加，吞吐量性能的變化趨勢(shì)趨于平緩，但是由于輕載和空載基站數(shù)量的大量減少，系統(tǒng)能耗有明顯的提升，能耗的增加幅度要大于吞吐量的增加幅度，所以本文 BCSUA 算法的能效出現(xiàn)了較大下降趨勢(shì)。其他三種算法在用戶關(guān)聯(lián)過(guò)程中更加關(guān)注系統(tǒng)吞吐量的提升，并沒有

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王瑩;繆中宇;張平;;超高密度網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2015年05期

2 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;鄔賀銓;;5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)與若干關(guān)鍵技術(shù)[J];中國(guó)科學(xué):信息科學(xué);2014年05期

本文編號(hào)：2733217