蜂窝异构网络的性能分析与优化

发布时间：2017-08-17 06:09

  本文关键词：蜂窝异构网络的性能分析与优化

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【摘要】：随着移动业务量需求的日益增长,宏蜂窝和小蜂窝混合的异构网络必然将会成为一种满足需求的重要手段。然而,大范围部署小蜂窝接入点(SAPs,small cell access points)也会导致能量消耗的大规模增长,随着环境意识的增强和能源价格的提高,为宏蜂窝和小蜂窝设计高能效的无线通信系统是至关重要的。首先,本文研究了蜂窝异构网络中的两种流量卸载算法,分别是TO(Traffic Offloading)算法与TOFFR(Traffic Offloading based on Fractional Frequency Reuse)算法,并讨论了这两种算法下系统的能量效率与频谱效率。然后,本文研究了认知SAPs的一种分布式睡眠模式策略,分析了小蜂窝的能量消耗,并讨论了小蜂窝的能量消耗与流量卸载之间的权衡与折衷。我们利用随机几何工具得到SAP的用户发现性能,然后得出一个宏蜂窝基站Voronoi小区内的小蜂窝的上行链路容量,并将以下引起不确定性的因素考虑在内:随机位置、密度、用户活动、传播信道、不对等活动引起的网络干扰,以及传感方案。此外,本文明确了允许鲁棒性检测的情况下对于干扰密度的基本限制,并应用大偏差理论解释了能量效率与传感时间之间的关系。最后,本文通过几个最优化问题研究了一种网络设计架构,该架构能够为制定高能量效率的小蜂窝网络提供设计准则。
【关键词】：蜂窝异构网络 流量卸载 能量消耗 认知无线电 绿色通信
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 蜂窝移动能通信8-10
• 1.1.1 蜂窝移动通信的发展历程8-10
• 1.1.2 蜂窝移动通信的发展现状10
• 1.2 蜂窝异构网络的产生10-12
• 第二章 蜂窝异构网络12-18
• 2.1 宏蜂窝技术与微蜂窝技术12-13
• 2.2 蜂窝异构网络的产生意义与优势13-14
• 2.3 蜂窝异构网络的类型14-17
• 2.3.1 采用家庭基站的异构蜂窝网络14-15
• 2.3.2 采用中继站点的异构蜂窝网络15
• 2.3.3 采用Ad hoc的异构蜂窝网络15-16
• 2.3.4 采用用户直连通信的异构蜂窝网络16
• 2.3.5 采用WLAN的异构蜂窝网络16-17
• 2.4 本章小结17-18
• 第三章 蜂窝异构网络中的流量卸载算法18-35
• 3.1 引言18-19
• 3.2 网络场景以及系统模型19-22
• 3.2.1 网络场景19-21
• 3.2.2 系统模型21-22
• 3.3 进行流量卸载的算法22-27
• 3.3.1 TO算法23-25
• 3.3.2 TOFFR算法25-27
• 3.4 仿真验证以及结果分析27-34
• 3.4.1 仿真场景以及参数设置27-29
• 3.4.2 数值结果以及性能分析29-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 蜂窝异构网络中的能量消耗35-47
• 4.1 引言35-36
• 4.2 系统模型36-38
• 4.2.1 网络拓扑36-38
• 4.2.2 活动模型38
• 4.3 认知小蜂窝接入点(SAP)38-42
• 4.3.1 能量消耗模型38-39
• 4.3.2 非相干检测性能39-42
• 4.4 仿真验证以及结果分析42-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第五章 蜂窝异构网络中流量卸载与能量消耗的权衡与折衷47-64
• 5.1 引言47
• 5.2 流量卸载47-51
• 5.2.1 总的分流容量48-50
• 5.2.2 总的分流吞吐量50-51
• 5.3 流量卸载与能量消耗的权衡51-55
• 5.3.1 流量卸载作为约束条件的能量消耗优化问题51-54
• 5.3.2 能量作为约束条件的QoS优化问题54-55
• 5.4 SAP性能界限55-58
• 5.4.1 干扰墙(Interference Wall)55-57
• 5.4.2 误告警衰变(False Alarm Decay)57-58
• 5.5 仿真验证以及结果分析58-63
• 5.6 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-65
• 参考文献65-68
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文68-69
• 致谢69

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