异构Macro-femto蜂窝网络功率控制算法研究

发布时间：2020-03-25 16:27

【摘要】：绿色移动通信技术是未来蜂窝移动通信系统可持续发展的关键,毫微微基站由于具有发送功率小、频谱效率高,且支持高速率的移动用户接入并提供更高的服务质量等优点,已成为移动通信网络的核心技术,并得到越来越广泛地运用和部署。因此,移动通信系统不可避免地采用异构Macro-femto蜂窝网络结构。目前,国内外有关异构Macro-femto蜂窝网络能效优化的研究已经取得了一定的成果,包括基站协同功率控制、自适应休眠、基站部署以及用户关联策略等。由于Macro-femto网络具有密集性、异构性和自组织性等特点,这使得无线网络中的资源管理十分复杂。为提高网络的能效,本文对功率控制算法展开研究。首先,考虑到异构Macro-femto蜂窝网络中基站和用户之间的数据传输时延,以及整个网络的能效问题,本文采用李雅普诺夫优化理论将用户数据时延转化为数据队列的稳定性进行求解,并根据排队论的相关知识来分析时延与能效之间的制约关系。文中设置了功率控制参数和用户调度参数,分别用来提高能效和降低用户数据时延,并设计了能效和时延折衷的功率控制算法(Power Control Algorithm for Energy Efficiency and Delay Trade-off,PCA-ED)。通过选取合适的折衷参数,可以获得能效和时延的折衷。通过仿真表明,PCA-ED算法可以在保证系统稳定性的前提下,最大限度地提高系统能效。其次,考虑到无线通信信道是频率选择性的时变信道,如何根据当前信道质量去选择能效较高并满足用户最低数据速率要求的资源块是资源块分配的核心问题。本文结合资源块分配和功率控制技术,通过给用户合理地分配资源块和功率等级来提高整个网络的能效。由于能效最大化问题难于求解,本文分别通过Dinkelbach方法,拉格朗日对偶方法对能效函数进行一系列的转换,最终求解出相关参数。本文设计了基于资源块分配的功率控制算法(Power Control Algorithm based on Resources blocks Allocation,PCA-RA),各个基站以轮询方式为各个用户分配好资源块后,多次迭代以更新功率等级来实现能效最大化。仿真结果显示,该算法可以有效地提高系统能效。
【图文】：

图 1.1 异构蜂窝网络示意图 信系统中，宏小区主要由传统的功率大概在 5W-40W 左右，功率半径较大，在其覆盖范围内的用容易产生覆盖盲区和覆盖热点。被放在热点区域或者信号盲区，基站配置有全向天线，需要运营。室外型基站的发送功率范围的发射功率通常为 250mW 甚至宏基站与小区边缘用户之间，它边缘用户的数据。根据节点与用和带外节点。其发射功率在 2W

宏基站有以下区别： 方式不同：FBS 主要由用户自行安装，，无需运营商提前规划。内环境中，以降低终端或基站的上下行发射功率。而 MBS 由，安装方式复杂。 管理方式不同：FBS 分为 3 种用户接入方式，小区内只有有限，而宏基站采用的是开放式用户组，所有用户都可以接入基接口不同：FBS 到核心网的接口协议是基于 IP 协议的，而 M 协议。FBS 的系统架构示意图如图 1.2 所示。 的发射功率不同：FBS 的发射功率一般在 100mW 左右，最大要应用于室内小面积覆盖区域。而宏基站的发射功率范围在 千米。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.53

【参考文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 陈文博;基于Femtocell功率控制技术与能效的研究[D];宁夏大学;2015年

2 谢邦睿;异构网资源分配与功率控制方案探究[D];南京邮电大学;2013年

本文编号：2600125