隨著數(shù)據(jù)流量需求的不斷增加,傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)容量和業(yè)務(wù)多樣性方面已經(jīng)無(wú)法滿足,擁有低功率基站節(jié)點(diǎn)的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)解決了上述難題。然而,在部署異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的過程中又遇到新的挑戰(zhàn)。首先是宏基站和小基站之間的負(fù)載不均衡問題,由于宏基站和小基站的功率差異,更多的用戶與宏基站進(jìn)行通信,導(dǎo)致宏基站負(fù)載過高,而小基站則負(fù)載過低,浪費(fèi)了網(wǎng)絡(luò)資源。其次,密集的小基站也導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)能量消耗的增加,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響。因此,如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡并且降低網(wǎng)絡(luò)的能量消耗是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。本文對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)能量消耗的降低進(jìn)行了研究。首先,本文介紹了異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)背景,對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡和能量效率相關(guān)研究進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。重點(diǎn)介紹了異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的部署方式和模型構(gòu)建,常見的負(fù)載均衡技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)。其次,針對(duì)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載均衡問題,使用了基于基站最短偏置距離的小區(qū)選擇策略。通過空間泊松點(diǎn)過程進(jìn)行建模,根據(jù)基站偏置距離進(jìn)行用戶分類,讓更多的用戶與小基站進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)宏基站和小基站間的負(fù)載均衡。在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)性能參數(shù),包括用戶覆蓋概率、用戶速率和網(wǎng)絡(luò)能量效率。仿真結(jié)果表明,基于最短偏置距離的用戶關(guān)聯(lián)策略可以在實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的同時(shí)提升網(wǎng)絡(luò)的性能。最后,針對(duì)密集部署小基站所引起的能量消耗較大問題,使用了基于功率控制和資源分配的聯(lián)合策略。推導(dǎo)出在閉合接入和開放接入方式下每層基站的覆蓋概率和移動(dòng)用戶平均遍歷速率表達(dá)式。通過調(diào)節(jié)頻譜分配系數(shù)和基站密度比來實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋概率最大化和能量消耗最小化。仿真結(jié)果表明,本文使用的策略可以顯著地減少網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。
【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】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

5 年的五年間，我國(guó)數(shù)據(jù)流量增速由 30%增加到了 100%會(huì)進(jìn)一步的提高，如圖 1.1 所示。工信部的數(shù)據(jù)顯示，截戶規(guī)模達(dá)到 11.7 億，占全國(guó)移動(dòng)用戶總數(shù)的 74.4%。2018月均流量 6.25GB。隨著抖音、快手等短視頻應(yīng)用的持續(xù)需求更加的迫切。未來接入互聯(lián)網(wǎng)的各種設(shè)備數(shù)量同樣急能家電設(shè)備。預(yù)估到 2020 年，全球的智能設(shè)備總量將達(dá)絡(luò)需要滿足海量的數(shù)據(jù)流量需求和億萬(wàn)智能設(shè)備的連接務(wù)需求也在急速增加，文獻(xiàn)研究表明，未來十年，移動(dòng)用是目前的 1000 倍[2-4]。現(xiàn)有的第四代通信系統(tǒng)(The 4thn System, 4G)在數(shù)據(jù)傳輸速率、能量效率(Energy EfficienumEfficiency,SE)和網(wǎng)絡(luò)容量方面無(wú)法滿足未來的巨大流為移動(dòng)通信目前主要面臨的主要挑戰(zhàn)之一。

網(wǎng)絡(luò)能量效率相關(guān)研究窩網(wǎng)絡(luò)中通過部署大量的小基站解決了網(wǎng)絡(luò)容量和用戶服務(wù)需站產(chǎn)生的能量消耗問題同樣不可忽視。綠色通信和環(huán)保的概念，現(xiàn)有的大量文獻(xiàn)開始研究異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能問題，本小節(jié)絡(luò)中能量效率相關(guān)的技術(shù)研究。消耗相關(guān)研究窩網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗主由基站功耗、移動(dòng)切換、網(wǎng)絡(luò)傳輸和數(shù)據(jù)如圖 2.4 所示。由圖可知，基站的功耗在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的能耗占消耗的 57%左右。在未來 5G 的超密集基站部署的過程中，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步的增加。

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4 張知v

本文編號(hào)：2810606