LTE-A异构网中高能量效率的无线资源管理

发布时间：2020-02-08 11:22

【摘要】：随着人们对数据通信服务的需求的不断上升,以及移动多媒体业务越来越呈现多样化,传统的蜂窝系统已不能满足需要,异构网(Heterogeneous Network,HetNet)作为未来无线通信领域的重要网络布署方式,将极大地提高数据链路可靠性和频谱效率(Spectral Efficiency,SE)。无线资源管理技术(Radio Resource Management,RRM)是通信系统的重要研究领域,传统的资源管理方法主要是研究频谱效率的提升方法,从信息论的角度出发寻找最大的可达容量,但这会使得高能量消耗成为无线通信系统的一个严重的问题。虽然从频谱效率的角度考虑,采用更大的带宽、更高的发送功率可以获得系统容量的极大提升。但从能量效率(Energy Efficiency,EE)的角度看,由于电路静态功率、信号处理功率的存在使得采用高功率和较大的带宽并不总是可以获得系统能量效率的上升,甚至会带来能量效率的恶化。提高无线通信系统的能量效率无论是对学术研究还是对社会可持续发展都有着重要的意义。本文针对绿色无线通信(Green Wireless Communications)这一新兴研究领域,首先介绍了绿色通信的相关背景,以及必要的理论基础。然后分别针对高能量效率的资源管理、异构网中低功率节点(Low Power Node,LPN)的休眠模式(Sleep Mode,SM)和多种类型业务并存时提升能效的方法做了部分研究。第一章概述了当前网络中存在的问题,以及关于绿色通信这一课题的研究现状。在上述背景下导出了本文的研究工作,最后介绍了本文的结构及主要内容安排。第二章考虑在异构网场景下,距离宏基站较远的LPN会对邻近的宏小区用户带来极大的干扰,而LPN之间由于覆盖范围不重叠及较低的发送功率,相互干扰可以忽略。因此LPN的功率分配只需考虑对邻近宏小区用户的影响,对宏小区用户的干扰功率不能超过一个上限。通过拉格朗日对偶分解来解决在该约束条件下LPN的功率和频率分配问题。第三章考虑在单个宏小区覆盖下布署多个LPN,在不同时刻,各个LPN中的用户将呈现正弦形状的变化,如何根据用户数目的不同来决定各个LPN是进入休眠状态还是处于工作状态以节省能量是本章研究的问题。本章提出了一种动态规划(Dynamic Programming,DP)的方法来求得所有LPN的最佳工作状态,并且计算复杂度仅与系统资源块数与LPN数的乘积有关。第四章考虑网络中多种业务类型的用户共存时能量效率的提升方法,由于异构网中用户并不是均匀分布在宏小区覆盖范围内的,若按照传统的最大参考信号接收功率(Reference Signal Received Power,RSRP)来决定用户的接入,将导致大量用户的满意度下降,并且由于某些LPN的资源得不到利用而带来系统能量效率的降低。因此,本章提出了基于消息传递的一种高能量效率的用户接入方法,该方法能有效卸载高负荷小区的业务,使全网资源得到充分的利用,从而带来能量效率的提升。第五章对本文所做的研究作了总结,并且给出了下一步可能研究方向的建议。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN929.5

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本文编号：2577499