本文關鍵詞：SON網(wǎng)絡架構下的能效優(yōu)化技術研究

  更多相關文章： 自組織網(wǎng)絡 密集小蜂窩網(wǎng)絡 異構網(wǎng)絡 基站休眠 傾角調整

【摘要】：隨著全球信息化建設的快速推進以及大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)+等新型技術的蓬勃發(fā)展,移動互聯(lián)網(wǎng)逐漸成為承載各種新型業(yè)務發(fā)展的基礎性平臺。由于越來越多由固網(wǎng)提供服務的業(yè)務逐漸向無線接入方式轉變,導致了移動數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)指數(shù)式增長,而密集小蜂窩網(wǎng)絡(SCN,Small Cell Network)與異構網(wǎng)絡(HetNets,Heterogeneous Networks)等新型網(wǎng)絡通過大規(guī)模部署低功率接入點(LPN,Low Power Node)和增加基站密度的方式能夠有效地加強網(wǎng)絡覆蓋和提升系統(tǒng)容量,因此得到了廣泛的研究與應用。雖然大規(guī)模的無線網(wǎng)絡部署能夠帶來良好的網(wǎng)絡覆蓋性能,卻造成了嚴重的網(wǎng)絡能耗問題,同時網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)目的增多也增加了網(wǎng)絡管理上的復雜度。本論文在5G無線網(wǎng)絡技術研究背景下,針對自組織網(wǎng)絡(SON,Self-organizing Network)下的能效優(yōu)化技術展開了研究。首先針對SON理論和關鍵技術進行了全面深入的調研,給出了SON在LTE網(wǎng)絡中的體系架構。圍繞SON體系架構主要介紹了HetNets的組網(wǎng)原理及其挑戰(zhàn),其中對小區(qū)范圍覆蓋擴展以及干擾協(xié)調技術進行了詳細介紹。在此基礎上,詳細介紹了SCN和HetNets中關于基站休眠節(jié)能技術的研究現(xiàn)狀,在宏基站保障網(wǎng)絡覆蓋的情況下,通過動態(tài)控制LPN的工作模式,對網(wǎng)絡負載的空時波動特征的利用,實現(xiàn)能源效率的有效提升。接著針對密集SCN中休眠節(jié)能技術展開深入研究,提出了基于聯(lián)合基站休眠和傾角調整的新型節(jié)能方法。該方案在三扇區(qū)Micro BS構成的同構密集網(wǎng)絡場景下,利用分布式SON架構的特點將動態(tài)休眠策略與傾角調整策略分為兩個階段實現(xiàn),相互配合完成節(jié)能目的。第一階段算法按照為實現(xiàn)休眠設計的效用函數(shù)完成對扇區(qū)分類,將能夠休眠的扇區(qū)集合作為待休眠扇區(qū)集合。第二階段對待休眠扇區(qū)進行模式重調整,對其中不適合休眠的扇區(qū)進行模式切換,使其保持開啟狀態(tài),并對開啟的扇區(qū)采取傾角調整策略,保障網(wǎng)絡覆蓋和網(wǎng)絡服務質量(QoS,Quality of Service)。為了能夠有效地對傾角進行調整,在第二階段給出以分配固定傾角調整方案的基礎上,又提出兩種改進型方案,即傾角優(yōu)化調整方案和改進型傾角優(yōu)化調整方案。改進型方案在實現(xiàn)傾角調整時沒有采用分配固定傾角的作法,而是通過為傾角調整設計的性能指標函數(shù)來確定最優(yōu)的傾角組合,實現(xiàn)傾角調整的目的。仿真表明,所提出的三種方案能夠有效地跟蹤網(wǎng)絡負載的波動實現(xiàn)基站的動態(tài)休眠,并利用扇區(qū)天線傾角的調整來改善網(wǎng)絡的覆蓋與QoS。基于分配固定傾角方案能夠有效地降低算法復雜度,基于傾角優(yōu)化調整方案在網(wǎng)絡阻塞概率方面性能比較穩(wěn)定,而改進型傾角優(yōu)化調整方案則是在網(wǎng)絡能效與阻塞概率方面的最佳折中方案。最后在SCN基于傾角優(yōu)化調整休眠方案的基礎上,提出了適合HetNets中微微基站(Pico BS)的新型基站休眠節(jié)能方法。該方案根據(jù)HetNets的特點,綜合考慮宏扇區(qū)天線傾角對扇區(qū)用戶頻譜效率、周圍扇區(qū)用戶的頻譜效率以及對周圍用戶干擾等因素,設計了用于衡量宏扇區(qū)天線傾角調整的性能指標函數(shù),以協(xié)助完成傾角優(yōu)化調整。隨后根據(jù)是否采用傾角調整,提出兩種不同的動態(tài)Pico BS休眠算法,即貪婪式與基于傾角調整的貪婪式。貪婪式休眠算法按照設計的休眠效用函數(shù)逐個測試網(wǎng)絡中的所有Pico BS,對能夠進入休眠的Pico BS直接進行休眠處理,該算法只是最大限度的關閉Pico BS,并沒有考慮網(wǎng)絡中可能出現(xiàn)的覆蓋漏洞和QoS下降問題。而基于傾角調整的貪婪式休眠算法在保證最大限度關閉Pico BS的基礎上,通過采用傾角優(yōu)化調整來解決由于基站關閉帶來的網(wǎng)絡覆蓋漏洞和QoS下降問題。仿真結果表明,基于傾角調整的貪婪式休眠算法在節(jié)能效果和網(wǎng)絡阻塞控制方面較傳統(tǒng)休眠算法都有著顯著地提升。
【關鍵詞】：自組織網(wǎng)絡 密集小蜂窩網(wǎng)絡 異構網(wǎng)絡 基站休眠 傾角調整
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 本論文專用術語注釋表11-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 引言13
• 1.2 移動通信系統(tǒng)演進過程13-16
• 1.3 論文研究背景及意義16-17
• 1.4 綠色通信技術研究現(xiàn)狀17-20
• 1.5 論文內(nèi)容與結構安排20-23
• 第二章 自組織網(wǎng)絡技術基礎23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 SON綜述23-28
• 2.2.1 SON標準化進程24-27
• 2.2.2 SON在LTE網(wǎng)絡中的體系架構27-28
• 2.3 異構網(wǎng)絡概述28-34
• 2.3.1 HetNets的組網(wǎng)方式29-31
• 2.3.2 技術挑戰(zhàn)31-34
• 2.4 無線網(wǎng)絡節(jié)能技術34-36
• 2.4.1 Honets基站節(jié)能技術34-35
• 2.4.2 HetNets基站節(jié)能技術35-36
• 2.5 本章小結36-37
• 第三章 密集網(wǎng)絡中扇區(qū)傾角調整休眠方法37-55
• 3.1 引言37
• 3.2 系統(tǒng)模型37-41
• 3.2.1 信道增益模型38-40
• 3.2.2 UE可獲得的數(shù)據(jù)速率模型40-41
• 3.2.3 SCN日常負載強度變化趨勢41
• 3.3 基于分布式SON的傾角調整休眠算法41-49
• 3.3.1 第一階段扇區(qū)休眠方案42-43
• 3.3.2 第二階段扇區(qū)模式優(yōu)化調整方案43-47
• 3.3.3 改進型扇區(qū)模式優(yōu)化調整方案47-48
• 3.3.4 用戶移交方案48-49
• 3.4 仿真結果及分析49-53
• 3.5 本章小結53-55
• 第四章 異構網(wǎng)絡中基于傾角調整的動態(tài)休眠方法55-75
• 4.1 引言55
• 4.2 系統(tǒng)模型55-59
• 4.2.1 UE可獲得的數(shù)據(jù)速率模型56-58
• 4.2.2 SCN日常負載強度變化趨勢58-59
• 4.3 基于SON的迭代閉環(huán)式傾角調整休眠方案59-68
• 4.3.1 Pico BS休眠效用函數(shù)60-61
• 4.3.2 基站天線傾角調整的性能函數(shù)61-62
• 4.3.3 基于SON的迭代式閉環(huán)傾角調整休眠算法62-65
• 4.3.4 UE接入技術與移交準則65-67
• 4.3.5 基于SON的迭代式閉環(huán)傾角調整休眠算法的實現(xiàn)67-68
• 4.4 仿真結果及分析68-73
• 4.5 本章小結73-75
• 第五章 總結與展望75-77
• 5.1 全文工作總結75
• 5.2 今后工作展望75-77
• 參考文獻77-83
• 作者攻讀碩士學位期間的研究成果83-85
• 致謝85

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 ;摩托羅拉推出SON解決方案[J];電信網(wǎng)技術;2009年08期

2 ;摩托羅拉推出SON解決方案[J];數(shù)字通信世界;2009年08期

3 郭進偉;皮建勇;;一種基于FP-growth的并行SON算法的實現(xiàn)[J];微型機與應用;2014年08期

4 ;華為發(fā)布業(yè)界首個多制式SON解決方案[J];電信網(wǎng)技術;2011年10期

5 黃曉櫓;陳玉文;;基于SON的MOSFET器件及其工藝方法研究[J];微電子學;2012年04期

6 王興偉;郭磊;秦培玉;黃敏;;SON中基于螞蟻網(wǎng)絡的QoS單播路由機制[J];電子學報;2010年10期

7 王興偉;李雪嬌;黃敏;溫占考;;一種面向SON的單播路由協(xié)議[J];東北大學學報(自然科學版);2010年04期

8 ;[J];;年期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司 覃華忠;SON技術實現(xiàn)小基站智能化[N];人民郵電;2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 熊媛媛;第一部分 鐵劑難治性缺鐵性貧血臨床特征及TMPRSS6基因突變分析;第二部分 SON與iASPP相互作用對白血病細胞的影響[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張寶庭;SON網(wǎng)絡架構下的能效優(yōu)化技術研究[D];東南大學;2016年

2 張靜;基于SON微微基站的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學;2010年

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本文編號：877761