异构无线网络中基于中继协作的绿色通信机制研究

发布时间：2020-11-14 12:13

　　 为了满足下一代无线通信系统的高速率和高频谱效率要求,3GPP在LTE项目的基础上进行了进一步的演进,提出了LTE-Advanced(简称LTE-A)项目。LTE-A在LTE的基础上引入了异构网、载波聚合、增强型多天线和多点协作等技术。其中,异构网技术通过在小区边缘部署低功率节点,可以增强小区边缘的覆盖,为移动用户提供灵活的无线接入,因此受到了广泛的关注。无线通信业务不断增长,带来了大量的能量消耗和二氧化碳排放,绿色通信由此而生。绿色通信机制希望以更小的能量消耗实现可靠的通信质量,提高网络的能量效率。本文研究了LTE-A中的异构网技术,主要对基于中继选择的绿色通信机制进行了研究。本文在当前的研究基础上提出基于蚁群优化(Ant Colony Optimization,ACO)的中继选择算法,以及基于该中继选择算法的绿色通信机制,根据通信负载动态调整异构无线网络中低功率节点的工作状态。ACO算法是一种性能优越的仿生学算法,它在求解组合优化问题中获得了广泛的应用。基于ACO的中继选择算法可以为多个移动终端找到接近全局最优的中继分配方案,但是ACO在节点数量多的情况下收敛速度较慢,会在通信业务繁忙时造成性能损失。因此,本文进一步提出了改进的中继选择算法,即基于蚁群优化-微分进化(Ant Colony Optimization-Differential Evolution,ACO-DE)混合算法的中继选择算法。微分进化算法也是一种仿生学算法,它的收敛速度和稳定性明显优于其他仿生学算法,与其它仿生学算法融合可以显著提高算法的性能。基于ACO-DE的中继选择算法有更快且更稳定的搜索性能,在多小区异构网络环境中使用基于ACO-DE中继选择的绿色通信机制,可以显著提高网络的能量效率。除了对中继选择算法和绿色通信机制进行理论上的分析与描述,本文还搭建了单小区和多小区的异构无线网络仿真平台,对本文提出的中继选择算法和绿色通信机制进行仿真验证,并与传统的通信机制进行了对比。仿真结果表明,本文提出的中继选择算法在异构无线网络中可以为多用户合理分配中继节点,基于本文所提中继选择算法的绿色通信机制可以降低网络的整体能量消耗,提高网络的能量效率,实现绿色通信。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

100~300m 范围内的点对多点无线通信，现在得到了非网（Wireless Personal Area Network，WPAN）是一种覆由 802.15 标准规范，能在家居、办公室等小的空间范围互联，近些年发展迅猛的智能家居就是它的一个应用。经进入 3G 市场，802.20 标准也将与 4G 展开竞争，异构无移动通信技术和无线宽带技术共同构成的层次架构，见

中继协作技术是一种扩展覆盖技术，在无线信号覆盖不好的区域使动终端获得可靠的服务。本文研究异构无线网络中的绿色通信机制就协作技术，因此本章将对当前的中继选择算法做讲解和介绍。最后，网络中如何通过中继协作实现绿色通信。 异构无线网络.1 异构无线网络组网模型正如前文所介绍的，各种无线覆盖技术和无线宽带接入技术共存于异中，各自扮演不同的角色，满足某种需求的用户服务。图 2-1 展示了线网络的情景，移动终端可以通过宏蜂窝、微蜂窝、家庭基站、中继获得无线接入。移动终端可以通过点到点通信或中继协作通信的方式站。通过整合各个接入链路的性能优势与资源优势，异构无线网络为供最适合其业务需求的通信链路[6]。

章介绍异构无线网络技术时，提到中继协作技术可以显著务质量，提高网络的吞吐量。现有的中继选择技术多通过参数的排序来选择中继，然而实际网络环境中需要考虑的率，还要考虑网络的总体能耗，争取消耗更少的能量达到高网络的能量效率。此外，异构无线网络的绿色通信机制态管理低功率基站的工作状态，这也对中继选择技术提出了些问题，提出基于蚁群优化（Ant Colony Optimization，AC择方案，从而在异构无线网络中实现绿色通信。型章中曾经介绍过异构无线网络的多种接入技术覆盖形式，实际的情况做适当的简化和抽象，首先从比较简单的单小本文所提出的绿色通信机制在异构无线网络中的理论可行图 3-1 所示的简化后的系统模型，研究下行通信的情形：
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 段海滨,王道波,朱家强,黄向华;蚁群算法理论及应用研究的进展[J];控制与决策;2004年12期

2 张曦煌;李岩;李彦中;;求解VRP问题的改进蚁群算法[J];计算机工程与设计;2007年23期

相关硕士学位论文 前1条

1 李京京;LTE-A中异构网的无线资源管理技术研究[D];北京邮电大学;2013年

本文编号：2883465