异构蜂窝网部署策略和节能机制研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:ivwsige
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近些年来,能源消耗和环境问题正受到人们越来越多的关注,在国际事务中也被频繁提到。随着智能手机的快速崛起以及4G技术的推广应用,信息通信产业迎来爆发式增长。随之带来的能耗问题和二氧化碳排放问题已经到达了不容忽视的地步。据统计,通信行业消耗的能耗已经占到了全球总能耗一定比例,且在逐年快速增加。为了解决这个问题,学者们提出了多种新技术来提高能效。异构蜂窝网在学术界受到了广泛的关注。所谓异构就是在传统的同构蜂窝网中引入多种不同的低功率节点,统称为微基站。微基站可以在热点区域为宏基站分担流量实现负载均衡,提高系统容量和能量效率。同时,微基站也可以为宏基站覆盖范围边缘用户提供高速率和高质量的数据服务。目前,对于异构蜂窝网的研究已经有很多,但是它们大多数都只考虑了基站的功耗而忽略了移动终端的功耗。在本文,我们将提出一种基于能效的,综合考虑基站功耗和移动终端功耗的全面的基站部署策略。我们使用蒙特卡洛模拟建模,在传统的宏基站边缘加入微基站,采用不同且更加精确地功耗模型来区分宏基站和微基站的特点。同时,我们引入业务模拟,使得微基站和移动终端的功耗与实时动态负载相关联,即能耗将被分为静态部分和动态部分。经过仿真我们发现,无论是增加微基站数量还是扩大微基站半径都可以提高系统能效。当然微基站半径需要限制在一定范围之内才能符合低功率节点的特性。由此,我们可以得到最佳的微基站数量和半径,从而得到系统的最高能效。在此部署策略之上,我们对原有的休眠算法进行了改进。对于微基站和宏基站采用不同的休眠策略,应用分布式架构,使用投票法得到局部最佳的休眠策略。仿真结果显示,改良的休眠算法具有更低的系统能耗。
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