基于小区域块划分的非对称覆盖补偿算法

发布时间：2019-09-26 18:05

【摘要】：为减少无线蜂窝网络的能量消耗,提出一种非对称覆盖补偿方法。将休眠小区覆盖区域划分成若干小区域;利用基于小区域块划分的覆盖补偿算法,给周围的基站合理分配小区域块,达到该补偿的目的。该算法能够有效减少蜂窝网络的能耗,使周围基站的覆盖增量能耗最小。仿真结果表明,该算法不仅可以减少基站覆盖增量能耗,相比其它覆盖策略具有更好的阻塞率表现。
【图文】：

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受所有流量，那么根据用户位置将流量分配给多个基站，实现分流，但是每个接受基站在接受负载后仍然需要保持非高负载的状况，否则，返回监控状态。这么做是为了保证网络不会因为基站的休眠而导致局部的负载过高服务质量变差。（３）在计算得到最佳的接收组合后，休眠基站要求在一定的时间段内逐渐降低其发射功率，从而使覆盖区域的业务能够平滑地转移。同时接收流量的基站调整其覆盖范围，进行覆盖补偿，然后将休眠基站的业务转移至补偿基站。在基站进入休眠之后，休眠的基站不再接收新业务的接入。最终覆盖情况如图２所示。图中，基站Ａ是休眠基站，左边表示休眠前的覆盖情况，右边表示休眠后的覆盖情况。图２扇区覆盖补偿１．２增量能耗模型无线基站是无线网络中能耗的一个主要组成部分，基站的休眠能够很大程度地减少网络整体的能耗。基站的能耗组成如图３所示。图３基站能耗模型一个基站收发器如果配备了１０个射频（ＲＦ）单元，其工作能耗将会达到２０００Ｗ。功率放大器（ＰＡ）模块占据了整个信号收发器的７０％的输入功率。如果休眠基站，那么收发器将停止工作，每个天线模块将直接减少７０％的能量消耗。无线网络设备的平均能耗取决于无线信号的传输功率［９］，并且包括两个组成部分：固定平均功率Ｐｃｏｎｓｔ和动态平均功率ＰＴＫ。固定平均功率指的是和发射功率、时间无·８５８·

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。图６增量能耗对比从增量能耗对比图中不难看出，本文提出的ＳＢＣＣ算法（分成２７个小区域块）能够有效地减少覆盖休眠区域所产生的增量能耗，这是由于本文的补偿算法并不局限于传统的对角或者三角基站补偿，而是根据用户的实际地理位置和周围基站的实际负载情况，以平均每个基站的能耗最低为目的，计算最佳的用户接收方案，，并根据得出的用户转移情况，调整基站的功率，实现较小的功率扩大补偿。而且，由于是非对称的补偿方法，可以有效地减少补偿区域的重叠面积，从而减少重复覆盖而导致的能量消耗。图７小区域块数量对于能耗的影响３．３小区域块数量对于增量能耗的影响由于小区域块的数量对于休眠区域的覆盖分配会对覆盖的适应性和算法的计算复杂度产生影响，因此，将不同小区域块数的增量能耗情况进行比对。图７中横坐标表示休眠区域被分成的小区域块的个数，纵坐标表示补偿基站的平均增量能耗，从图中可知，当小区域块在３０左右时，有一个较低谷，当小区域块划分数目在这个范围左右时，补偿基站增加的能耗小队较少，而且由于小区域块的数目较少，算法计算的复杂度较小，计算时间不长。而当小区域块数逐渐增大至１５０时，增量能耗逐渐接近最小，并趋于平稳，即小区域块数的划分基本在１５０时就能达到最佳效果。·８６０·
【作者单位】：华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室;
【基金】：国家863高技术研究发展计划基金项目(2014AA01A701) 北京市自然科学基金项目(4142049)
【分类号】：TN929.5

【参考文献】