蜂窝无线接入网能效分析模型研究

发布时间：2017-05-20 14:10

  本文关键词：蜂窝无线接入网能效分析模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术的快速发展,随之而来的能耗和环保问题越来越引起了各界的关注,于是绿色通信的概念由此而生。而在以MIMO和OFDM为核心技术的4G通信系统中,主要强调了用户通信速率的提高、用户接入能力的加强以及干扰协调等问题,但并未对能量消耗的节省和环境的保护问题进行详细阐述。所以,本文针对绿色通信问题中的能效问题和无线接入网绿色评价问题展开了以下的一些研究。首先,在单小区场景前提下,对已有的基站能耗模型进行研究,将电路功耗、电源功耗、空调功耗等辅助设备功耗考虑进静态功耗部分,建立了接近实际情况的线性功耗模型。再依据能效的经典定义——系统性能除以总功耗,建立了基于实际线性功耗模型的能效分析模型,同时对不同系统参数与能效的关系进行了仿真分析。并在此基础上对在小区边缘采用中继通信的系统场景进行了能效的仿真分析,与无中继情况下的能效进行了比较,并分析了差异存在的原因。然后,针对基于吞吐率的能效问题进行了分析研究,并提出了一个基于成功传输概率的能效评价模型。以单蜂窝系统的能效模型为研究对象,分析了在满足系统最低吞吐量需求的前提下实现系统能效函数的最大化时传输功率的值;接着引入通信中断的概念,建立了基于中断概率的吞吐率的数学模型,并就吞吐量阈值对于中断概率的影响进行了仿真分析;进而建立了基于上述吞吐量模型的系统能量效率模型,并对相关参数产生的影响进行了详细的仿真和分析。最后,提出了基于模糊数学的蜂窝无线接入网绿色评价模型。通过分析蜂窝无线接入网中能效和谱效的仿真结果,建立了无线接入网绿色评价因素集合,选取了实现过程优于9标度法的3标度法来度量绿色因子的相对重要程度,结合层次分析法确定了各个层次中各个绿色指标的权重,再依据已有的隶属度分布函数来确定绿色评价因子的模糊关系隶属度矩阵,根据最大隶属度原则来确定最终的评价等级。接着针对一个实际的蜂窝无线接入网,运用本文建立的绿色评价模型进行了验证,结果表明模型的有效性较高。
【关键词】：能量效率 协同通信 成功传输概率 绿色评价模型
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN915.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 移动通信系统的发展现状9-10
• 1.2 绿色通信研究的背景和现状10-14
• 1.3 论文的研究范围和意义14
• 1.4 论文的主要工作和组织结构14-16
• 2 绿色度量与能效模型分析16-26
• 2.1 系统模型16-17
• 2.2 基站功耗模型17-19
• 2.2.1 基站功耗组成分析17-18
• 2.2.2 基站功耗模型建立18
• 2.2.3 基站能效模型建立18-19
• 2.3 下行链路的能效分析（直接能效分析）19-22
• 2.4 中继情况下小区边缘能效分析22-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 基于吞吐量的能效模型分析26-36
• 3.1 最佳传输功率分析26-29
• 3.2 成功传输概率分析29-31
• 3.3 基于吞吐率的能效分析31-34
• 3.4 本章小结34-36
• 4 无线接入网绿色评价模型研究36-48
• 4.1 绿色度的引入36
• 4.2 绿色评价分析模型36-42
• 4.2.1 构建绿色度评价集36-37
• 4.2.2 绿色因子的权重确定37-39
• 4.2.3 模糊综合评价模型建立39-42
• 4.3 评价模型的实例应用42-47
• 4.3.1 比较矩阵与判断矩阵的构建42-43
• 4.3.2 优化矩阵的计算43-44
• 4.3.3 评价指标的权重确定44
• 4.3.4 隶属度矩阵的计算44-46
• 4.3.5 绿色度函数的计算46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 5 结束语48-50
• 5.1 全文总结48
• 5.2 全文展望48-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-54
• 攻读学位期间的研究成果54

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