異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下基于能效的資源分配和切換調(diào)度機(jī)制研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量的激增以及人們通信需求的不斷提高，給無線移動(dòng)通信系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、網(wǎng)絡(luò)帶寬以及先進(jìn)物理層技術(shù)等方面的改進(jìn)和革新帶來了巨大挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，開始商用的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)以及處于研發(fā)階段的第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)作為主要網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在宏小區(qū)內(nèi)部署多種低發(fā)射功率的小型基站，如微基站、毫微基站、家庭基站以及中繼等，通過密集型部署網(wǎng)絡(luò)來提高網(wǎng)絡(luò)容量和用戶體驗(yàn)。但大量的網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)帶來了巨大的能耗，同時(shí)密集型網(wǎng)絡(luò)會(huì)帶來復(fù)雜的小區(qū)

2、干擾，給網(wǎng)絡(luò)資源分配和切換調(diào)度帶來了更高的挑戰(zhàn)，因此研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下基于能效的資源管理是十分緊迫和必要的。
　　本論文在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景下，采用理論分析和仿真驗(yàn)證的方法，研究基于能效的資源分配和切換調(diào)度機(jī)制。
　　本文首先梳理了近年異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的節(jié)能技術(shù)和路線，重點(diǎn)整理了網(wǎng)絡(luò)資源分配和切換調(diào)度兩方面的研究。
　　單小區(qū)OFDMA網(wǎng)絡(luò)是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的基本單元，本文針對(duì)多用戶OFDMA網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建基于能效的下行鏈路資源分配模型，在最大化

3、網(wǎng)絡(luò)能量效率的同時(shí)保證每個(gè)用戶的最低速率服務(wù)質(zhì)量限制。通過對(duì)資源分配模型的理論分析，在MDSA算法的啟發(fā)下提出最優(yōu)信道質(zhì)量子載波分配調(diào)整（BCSA）算法，在保證網(wǎng)絡(luò)能效性能同時(shí)降低計(jì)算復(fù)雜度。與通常子載波分配方法一次性完成分配不同，BCSA算法首先通過最優(yōu)信道質(zhì)量分配原則確定初始子載波分配，然后不斷調(diào)整最大能效用戶和最小能效用戶之間的子載波分配，使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能效逐漸得到提升至穩(wěn)定。
　　在宏基站和微基站并存的典型異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景下，

4、將資源分配和切換調(diào)度聯(lián)合起來考慮，分析了基于能效的資源分配和切換調(diào)度聯(lián)合模型，在保證每個(gè)用戶最低速率限制前提下最大化網(wǎng)絡(luò)的能量效率。將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的資源管理問題轉(zhuǎn)化為切換調(diào)度和資源分配兩個(gè)子問題。在切換調(diào)度子問題中，分析了用戶切換調(diào)度過程中的考慮因素，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到了微基站睡眠的判決條件，設(shè)計(jì)了基于微基站睡眠的集中式切換調(diào)度算法CUSA，通過集中式的切換調(diào)度，進(jìn)一步節(jié)省網(wǎng)絡(luò)能耗；在資源分配子問題中，采用了BCSA算法。與通常單獨(dú)考慮資源