认知绿色异构网络中接入频谱联合回程传输能量分配研究
发布时间：2020-09-04 15:10
本文研究了在分散化环境中上行频谱分配对回程能量分配的影响。考虑两个小基站(SBS)使用来自两个不同的频谱所有者的频谱带宽来提供上行链路无线传输服务,并且两个SBS使用同一个可再生能源供应商(RPS)提供的绿色能源来转发上行链路业务。无线数据流量将通过回程链路转发到网关或宏基站。本文在SBS(归属于无线运营商)、频谱拥有者和绿色能源供应商互动的分散场景下研究该系统,并将这种互动制定为Stackelberg类型的领导者和追随者的博弈。无线运营商作为博弈的领导者将分别给定RPS和频谱拥有者的绿色能源和频谱的单位购买价格。然后,RPS和频谱拥有者根据给定的购买价格,决定可再生能源的存储容量以及带宽的分配。本文证明对于任意一组资源购买价格,在追随者资源容量存储博弈中存在独特的帕累托最优均衡。同时,本文也给出无线运营商的最优资源购买价格位于两个区域之一,一个区域导致绿色能源和频谱分配平衡,一个则分配不平衡。此外,本文也给出了集中式系统的独特最优解特征。本文提出的资源联合分配方案使得SBS能够共同决定在回程链路上使用的绿色能源的容量,同时合理分配无线上行链路的频谱资源。最后,仿真结果还表明,所提出的方案实现了与集中解决方案相仿的系统性能。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：
南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 绪论5图 1.1 移动通信的发展示意图1.1.2 异构无线网络介绍随着智能终端的普及，未来室内和热点场景将会产生 80%以上的系统吞吐量，因此室内和热点场景的网络优化将成为未来移动网络的工作重点之一。异构网络(HeterogeneousNetwork，HetNet)的应用优势将会在这种情形下凸显出来。HetNet 是指在传统宏基站覆盖范围内，引入低功率节点，以加强特定区域的层次化覆盖[17]。对蜂窝网络进行分层的思想，最早可以追溯到上世纪 90 年代中期，当时研究者的目标主要是为用户提供更好的语音服务。针对未来的 5G 移动通信系统，由于其网络频段普遍比较高，工作频段有可能在 3GHz 以上
南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 绪论7图 1.2 异构网络示意图1.2 异构无线网络中的资源分配问题研究现状近年来，随着无线接入网络越来越多样化，5G 网络建设将面临大容量、低能耗、低成本的三大技术要求，现有的宏基站为主的建设模式将会很难满足用户需求，而异构网络形式的小基站已经在 4G 网络中得以实践，其配套要求低，网络部署方便，因此在未来的 5G 网络建设中，将会成为重要的实现形式。然而频谱资源是非常珍贵的，如何充分利用相对珍贵的频谱资源在异构网络中提供无处不在的覆盖是本文需要认真考虑的一个点，例如密集的小型小区如何通过回程链路连接，提高网络吞吐量，扩大无线通信范围[19]。与此同时，用户对数据流量的爆炸性需求和无线用户终端的指数级增长，都导致无线网络系统的能耗显著增长，并且能源开销成本也占据了异构网络系统运营成本的很大一部分[20-21]。为了应对这种情况，越来越多的移动运营商正在考虑采用绿色能源为其基站提供能量来源，例如采用太阳能或风能发电。一个更为生动的例子就是，华为公司已经在一些亚洲国家部署了采用绿色能源供应能量的基站[22]。然而，可再生能源（如通过太阳能电池板收集能量）不像传统的电网那样稳定---不仅时间稳定
3.1.1 无线回传网络模型本文考虑一个由宏蜂窝覆盖区内部署的两个小蜂窝基站（SBS）组成的HetNet。SBS通过无线回程链路连接到核心网，传输上行数据流量，如图3.1所示。这两个SBS属于同一个无线网络运营商。假设两个SBS从其专用频谱所有者（表示为A和C）购买不同的频谱带宽，以向具有带宽1Q 和2Q 的1K 和2K 用户提供上行链路接入服务(为了符号表示清晰，定义AQ Q1，CQ Q2)。同时假设用户平均分配带宽，因此，SBS i的总上行信息速率为: ijKjiiiSNRKQIi ln11， (3.1)其中ijSNR 代表小区i中用户j的上行信噪比。然后，在时间段T 内，SBS i可以转发iT I的数据业务量。两个SBS从一个共用的可再生能源供应商（用B表示）购买绿色能源
本文编号：2812259
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：
南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 绪论5图 1.1 移动通信的发展示意图1.1.2 异构无线网络介绍随着智能终端的普及，未来室内和热点场景将会产生 80%以上的系统吞吐量，因此室内和热点场景的网络优化将成为未来移动网络的工作重点之一。异构网络(HeterogeneousNetwork，HetNet)的应用优势将会在这种情形下凸显出来。HetNet 是指在传统宏基站覆盖范围内，引入低功率节点，以加强特定区域的层次化覆盖[17]。对蜂窝网络进行分层的思想，最早可以追溯到上世纪 90 年代中期，当时研究者的目标主要是为用户提供更好的语音服务。针对未来的 5G 移动通信系统，由于其网络频段普遍比较高，工作频段有可能在 3GHz 以上
南京邮电大学硕士研究生学位论文 第一章 绪论7图 1.2 异构网络示意图1.2 异构无线网络中的资源分配问题研究现状近年来，随着无线接入网络越来越多样化，5G 网络建设将面临大容量、低能耗、低成本的三大技术要求，现有的宏基站为主的建设模式将会很难满足用户需求，而异构网络形式的小基站已经在 4G 网络中得以实践，其配套要求低，网络部署方便，因此在未来的 5G 网络建设中，将会成为重要的实现形式。然而频谱资源是非常珍贵的，如何充分利用相对珍贵的频谱资源在异构网络中提供无处不在的覆盖是本文需要认真考虑的一个点，例如密集的小型小区如何通过回程链路连接，提高网络吞吐量，扩大无线通信范围[19]。与此同时，用户对数据流量的爆炸性需求和无线用户终端的指数级增长，都导致无线网络系统的能耗显著增长，并且能源开销成本也占据了异构网络系统运营成本的很大一部分[20-21]。为了应对这种情况，越来越多的移动运营商正在考虑采用绿色能源为其基站提供能量来源，例如采用太阳能或风能发电。一个更为生动的例子就是，华为公司已经在一些亚洲国家部署了采用绿色能源供应能量的基站[22]。然而，可再生能源（如通过太阳能电池板收集能量）不像传统的电网那样稳定---不仅时间稳定
3.1.1 无线回传网络模型本文考虑一个由宏蜂窝覆盖区内部署的两个小蜂窝基站（SBS）组成的HetNet。SBS通过无线回程链路连接到核心网，传输上行数据流量，如图3.1所示。这两个SBS属于同一个无线网络运营商。假设两个SBS从其专用频谱所有者（表示为A和C）购买不同的频谱带宽，以向具有带宽1Q 和2Q 的1K 和2K 用户提供上行链路接入服务(为了符号表示清晰，定义AQ Q1，CQ Q2)。同时假设用户平均分配带宽，因此，SBS i的总上行信息速率为: ijKjiiiSNRKQIi ln11， (3.1)其中ijSNR 代表小区i中用户j的上行信噪比。然后，在时间段T 内，SBS i可以转发iT I的数据业务量。两个SBS从一个共用的可再生能源供应商（用B表示）购买绿色能源
【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;邬贺铨;;5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J];中国科学:信息科学;2014年05期
本文编号：2812259
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