異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中能效問題優(yōu)化與分析.pdf

1、在未來無線網(wǎng)絡(luò)中，異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的部署能滿足日益增長的移動(dòng)通信量需求。然而，大量小小區(qū)(small cell)基站的密集、隨機(jī)部署以及它們之間的非協(xié)作操作引發(fā)了人們對(duì)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中能效問題的擔(dān)憂。一方面，隨機(jī)幾何已經(jīng)成為異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的主要建模和分析工具;另一方面，基站協(xié)作和非連續(xù)傳輸(DTX)策略是兩個(gè)能提高系統(tǒng)能效的有效技術(shù)。因此，基于隨機(jī)幾何框架，本文主要討論基站協(xié)作和隨機(jī)DTX策略對(duì)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中能效的影響。
　　首先，本文基

2、于以用戶為中心的基站成簇模型，研究異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中高能效基站協(xié)作機(jī)制，其中，每層簇內(nèi)的協(xié)作基站聯(lián)合傳輸相同的數(shù)據(jù)給典型用戶。使用隨機(jī)幾何工具，本文推導(dǎo)了K層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中遍歷速率的一般表達(dá)式。接著，本文描述了一個(gè)最小遍歷速率約束的平均簇內(nèi)功耗最小化問題，并推導(dǎo)了最優(yōu)協(xié)作半徑的近似閉式解。仿真結(jié)果證實(shí)了理論分析的有效性，也證實(shí)了近似閉式解具有較好的估計(jì)效果。同時(shí)，本文也證實(shí)了，包含宏小區(qū)(macrocell)基站和small cell基站的兩層

3、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)比傳統(tǒng)的macrocell網(wǎng)絡(luò)更節(jié)能。
　　其次，針對(duì)前面工作中存在的一些局限性——例如沒有考慮協(xié)作對(duì)全網(wǎng)能耗的影響、沒有考慮慢衰落（例如陰影衰落）對(duì)協(xié)作成簇的影響、需要假設(shè)每層的基站對(duì)應(yīng)相同的路徑損耗因子等，本文提出基于接收信號(hào)強(qiáng)度(RSS)的基站成簇模型，并在更一般的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景中進(jìn)一步研究基站協(xié)作機(jī)制。首先，利用隨機(jī)幾何工具推導(dǎo)了K層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中平均用戶速率的一般表達(dá)式，接著，本文描述了一個(gè)最小平均用戶速率約束的全

4、網(wǎng)功耗最小化問題，并推導(dǎo)了該問題的近似最優(yōu)解。仿真結(jié)果同樣證實(shí)了理論分析的有效性，也證實(shí)了近似最優(yōu)解具有較好的估計(jì)效果。最后，仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文提出的基于RSS的成簇模型比幾何成簇模型更節(jié)能。
　　最后，本文在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中研究隨機(jī)DTX策略對(duì)局部時(shí)延和能效的影響。利用隨機(jī)幾何分析工具推導(dǎo)了 K層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中局部時(shí)延與能效的一般表達(dá)式，并在特殊場景中獲得了局部時(shí)延與能效的閉式表達(dá)式?；谶@些分析結(jié)果，本文分別討論了基站密度、信干比(