高能效的异构无线网络技术研究

发布时间：2017-06-07 12:14

  本文关键词：高能效的异构无线网络技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动通信技术的快速发展,人们在获得高速率、高质量、多业务服务的同时,通信系统的能量消耗也在急剧增加,实现能效优化的绿色通信技术已经受到人们的广泛重视。异构网络在增大网络容量、满足不同业务需求方面具有重大优势,是未来网络部署的关键特征,受到学术界与工业界的广泛关注。因此,本文对异构无线网络的能量效率以及相关的节能技术进行了研究。本文研究了两层异构网络中,在覆盖性能限制下能效最优的小基站部署密度,并分析了相关参数对网络能效的影响。首先,假设基站位置服从泊松点过程分布,利用随机几何工具推导出用户覆盖概率与网络能效的闭合表达式。可以得到覆盖概率随小基站密度的增大而减小的结论,从而确定小基站密度的上界。另外,通过求导得到能效与小基站密度之间的关系,确定了能效最优的小基站部署密度。仿真结果验证了理论推导所得的覆盖概率与能效表达式的正确性,这也显示了随机几何原理应用于网络能效分析方面的巨大优势。本文对异构网络场景下的能效最优的功率分配问题进行了分析。假设网络中存在一个热点区域,热点用户与非热点用户的最小速率需求不同。本文首先根据用户的最小速率需求,建立了能效最大化的优化问题。由于优化问题的目标函数不是凸函数,本文引入分式规划及其相关理论将其转化成等效的参数规划问题,并用两层迭代算法求解。最后,仿真结果验证了算法的收敛性,同时该算法在能效上优于频谱效率最大的算法。
【关键词】：异构网络 随机几何 功率分配 能效优化
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 缩略词12-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 移动通信系统的发展及现状14-15
• 1.2 绿色通信研究的背景与意义15-16
• 1.3 国内外绿色通信研究现状16-18
• 1.4 论文工作与章节安排18-20
• 第二章 异构无线网络基本原理20-34
• 2.1 引言20
• 2.2 无线信道特性20-24
• 2.2.1 大尺度衰落20-22
• 2.2.2 小尺度衰落22-24
• 2.3 异构网络框架原理24-28
• 2.3.1 异构网络结构简介24-26
• 2.3.2 随机几何与网络拓扑26-28
• 2.4 基站能耗模型与能评价效指标28-32
• 2.4.1 基站能耗模型28-29
• 2.4.2 能效评价指标29-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第三章 异构网络中能效最优的小基站密度研究34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 系统模型34-36
• 3.2.1 场景描述34-35
• 3.2.2 用户接入方式35
• 3.2.3 信道模型35-36
• 3.2.4 基站能耗模型36
• 3.3 覆盖性能分析36-39
• 3.4 能效的定义与优化39-42
• 3.4.1 能效定义39
• 3.4.2 能效优化问题39-42
• 3.5 仿真与结果分析42-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 异构网络中能效最优的功率分配研究48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 系统模型48-50
• 4.3 优化问题求解与算法设计50-56
• 4.3.1 优化问题分析50-53
• 4.3.2 优化问题求解53-56
• 4.4 仿真结果分析56-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 总结与展望60-62
• 5.1 论文内容总结60
• 5.2 未来研究展望60-62
• 致谢62-64
• 作者简介64-66
• 参考文献66-68

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本文编号：429048