基于空间泊松点过程的异构超密度网络基站休眠机制研究
随着智能设备的快速增长,有限的网络容量及不断增长的业务需求已经成为移动通信中面临的主要问题。为应对持续增长的移动数据需求,在第五代移动通信（5th Generation Mobile Communication,5G）中,提出超密度网络技术。该技术在宏基站的基础上部署众多低功耗小基站,从而为移动用户提供高速率的数据服务。然而,异构超密度网络的部署在满足通信需求的同时也带来了新的挑战,特别是网络的能量消耗急剧上升。因此,如何有效降低网络能量消耗是超密度网络中考虑的主要问题之一。采用基站休眠机制不仅能够提高网络资源利用率,而且能够有效降低网络的能量消耗。因此,文中对异构超密度网络中基站休眠机制进行研究。首先,文中介绍了研究异构超密度网络出现的必要性。在此基础上,对绿色通信的研究现状进行了详细阐述。重点描述了基站休眠技术以及相关机制,并介绍了空间泊松点过程（Spatial Poisson Point Process,SPPP）在无线网络中的应用。其次,针对超密集部署小基站所引起的能量消耗较大问题,提出一种基于小基站休眠和频谱分配的联合策略。通过使用空间泊松点过程,推导出在闭合接入和开放接入方式下每层基站的覆盖概率和移动用户的平均遍历速率表达式。通过调节频谱分配系数和小基站活跃概率这两个参数解决整个网络覆盖概率最大化和能量消耗最小化问题。仿真结果表明,文中所提策略可以显著地减少网络的能量消耗,保证移动用户的通信质量。再次,针对小基站休眠后移动用户通信时速率需求得不到保障问题,提出一种基于负载转移的小基站休眠算法,该算法综合考虑了上行链路和下行链路的通信负载。在满足所有移动用户服务需求的条件下,计算每个小基站休眠后对网络造成的影响,然后将影响较小的小基站切换到休眠模式,进而达到降低网络能量消耗的目的。仿真结果表明,文中所提算法不但能够保证移动用户的数据速率需求,而且在最大程度上节省了网络能量。最后,对全文的研究工作进行总结,并对下一步的研究工作进行展望。
- 作者：
- 史江盼
- 学位授予单位：
- 重庆邮电大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 甄岩
- 中图分类号：
- TN929.5
- 关键词：
- 异构超密度网络；空间泊松点过程；能量消耗；基站休眠
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