異構無線網絡中基于中繼協(xié)作的綠色通信機制研究.pdf

1、為了滿足下一代無線通信系統(tǒng)的高速率和高頻譜效率要求,3GPP在LTE項目的基礎上進行了進一步的演進,提出了LTE-Advanced(簡稱LTE-A)項目。LTE-A在LTE的基礎上引入了異構網、載波聚合、增強型多天線和多點協(xié)作等技術。其中,異構網技術通過在小區(qū)邊緣部署低功率節(jié)點,可以增強小區(qū)邊緣的覆蓋,為移動用戶提供靈活的無線接入,因此受到了廣泛的關注。無線通信業(yè)務不斷增長,帶來了大量的能量消耗和二氧化碳排放,綠色通信由此而生。綠色通信

2、機制希望以更小的能量消耗實現(xiàn)可靠的通信質量,提高網絡的能量效率。
　　本文研究了LTE-A中的異構網技術,主要對基于中繼選擇的綠色通信機制進行了研究。本文在當前的研究基礎上提出基于蟻群優(yōu)化(Ant Colony Optimization, ACO)的中繼選擇算法,以及基于該中繼選擇算法的綠色通信機制,根據通信負載動態(tài)調整異構無線網絡中低功率節(jié)點的工作狀態(tài)。ACO算法是一種性能優(yōu)越的仿生學算法,它在求解組合優(yōu)化問題中獲得了廣泛的應用

3、?；?ACO的中繼選擇算法可以為多個移動終端找到接近全局最優(yōu)的中繼分配方案,但是 ACO在節(jié)點數量多的情況下收斂速度較慢,會在通信業(yè)務繁忙時造成性能損失。因此,本文進一步提出了改進的中繼選擇算法,即基于蟻群優(yōu)化-微分進化(Ant Colony Optimization-Differential Evolution,ACO-DE)混合算法的中繼選擇算法。微分進化算法也是一種仿生學算法,它的收斂速度和穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其他仿生學算法,與其它仿

4、生學算法融合可以顯著提高算法的性能?；贏CO-DE的中繼選擇算法有更快且更穩(wěn)定的搜索性能,在多小區(qū)異構網絡環(huán)境中使用基于ACO-DE中繼選擇的綠色通信機制,可以顯著提高網絡的能量效率。
　　除了對中繼選擇算法和綠色通信機制進行理論上的分析與描述,本文還搭建了單小區(qū)和多小區(qū)的異構無線網絡仿真平臺,對本文提出的中繼選擇算法和綠色通信機制進行仿真驗證,并與傳統(tǒng)的通信機制進行了對比。仿真結果表明,本文提出的中繼選擇算法在異構無線網絡中可