蜂窩異構網(wǎng)絡（Heterogeneous Network,HetNets）提供了一種更靈活,更有針對性的和更經(jīng)濟的新型網(wǎng)絡結構,以滿足不斷增長的業(yè)務需求。為提高網(wǎng)絡頻譜效率,通過優(yōu)化用戶與基站的之間的接入可以實現(xiàn)各個級別的基站（Base Station,BS）之間的負載均衡。為提高網(wǎng)絡能源效率,合理地控制基站的狀態(tài)（開/關）以及其部署密度可以顯著地避免不必要的基站功率消耗。然而現(xiàn)階段的研究沒有考慮以下實際情況:1)大部分現(xiàn)有研究通常假設基站始終處于忙碌狀態(tài),即一直向其所連接用戶傳輸數(shù)據(jù)包。這些研究因此都刻畫了一種最差情況下的網(wǎng)絡性能指標。實際上,每個基站根據(jù)自身隊列狀態(tài),既可能處于忙碌狀態(tài)也可能處于空閑狀態(tài)。因此,諸如數(shù)據(jù)包傳輸時延等網(wǎng)絡性能指標應當獲得更廣泛的關注。2)在基站持續(xù)傳輸?shù)募僭O下,網(wǎng)絡功耗僅與基站部署數(shù)量相關,且隨著其數(shù)量線性增加。在實際情況中,由于基站處于空閑狀態(tài)的功耗遠遠低于其處于忙碌狀態(tài)的功耗,調(diào)整網(wǎng)絡設計參數(shù),例如帶寬分配以及基站部署密度,可以顯著地改變基站空閑（忙碌）狀態(tài),進而改善網(wǎng)絡總能源效率。3)大部分優(yōu)化用戶接入的現(xiàn)階段研究通常專注于用戶均勻分布的情況。實... 

【文章來源】：南京郵電大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

博弈動態(tài)平衡點以及狀態(tài)軌跡平面

在時間上和空間上都有著緊密的關聯(lián)。具體地說，當考慮隊列時，一個忙碌狀態(tài)時才成為一個干擾源，否則將不會給其余共頻基站帶來干擾，因（Coupled Queue）問題。對耦合隊列的分析一直是通信系統(tǒng)中一個開放種最簡單的兩條隊列相互影響的情況求解都極具挑戰(zhàn)性。為解耦合隊[85] 假設基站的數(shù)量和位置都固定，并基于瞬時信道狀態(tài)信息（ Chaon，CSI）和隊列狀態(tài)信息將它們建模為 n 維連續(xù)時間馬爾可夫鏈（ContiChain，CTMC）。圖 1.7 給出兩個相互影響的基站的連續(xù)時間馬爾可夫鏈。表兩個基站中隊列長度。其中iγ ，i∈{1,2}為每個隊列數(shù)據(jù)包到達率，i ,{ A}r列的服務率，集合 A 為當前處于非空狀態(tài)的隊列。隊列的服務率與集合 A 緊于連續(xù)時間馬爾可夫鏈只能處理有限數(shù)量的隊列，隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，限制地增長。因此，需要借助隨機幾何來刻畫蜂窩異構網(wǎng)絡中基站的不規(guī) PPP 與排隊論相結合以分析其隊列。具體列分析將在下一章中詳細闡述。

(b)圖 2.1 相鄰基站干擾模式的比較 （a）不考慮隊列情況 （b）考慮隊列情況研究隊列在時間和空間上的相關性，首先來看共享頻譜資源的兩個相鄰基站。在隊列存在情況下的干擾模式。作為比較，圖 2.1（a）展示了當基站一直在傳下的干擾模式，因此此時來自于基站至用戶的干擾始終存在。然而，當考慮隊.1（b）所示，基站將依據(jù) FIFS 的方式發(fā)送數(shù)據(jù)包，因此是否存在干擾取決于基。圖 2.1 實際上給出了一種最簡單情況的耦合隊列問題：直觀地來說，當一個據(jù)包時，將會增加基站 2 受到的干擾而降低其數(shù)據(jù)傳輸速率；相比于基站 1 不情況，基站 2 會花費更多時間傳輸相同數(shù)量的數(shù)據(jù)，從而反過來影響基站 1 的此，兩個基站的隊列以及其流量強度都是耦合的。考慮一個 K 級蜂窩異構網(wǎng)絡，其中不同級別基站和用戶位置固定時，當在不同采用正交頻譜劃分策略，則任意一個第 k 級基站的流量強度 ρk,i是一個關于相同站的流量強度的函數(shù)，即


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