LTe-Advanced中繼通信系統(tǒng)的能效研究與仿真.pdf

1、近年來移動智能終端飛速發(fā)展，無線網(wǎng)絡正向提供高速率服務方向演進。成倍增長的數(shù)據(jù)業(yè)務和隨時隨地接入的需求使得網(wǎng)絡設施需求急劇擴大，而如何減少移動網(wǎng)絡的能耗已經(jīng)成為一個亟待解決的問題，無線蜂窩網(wǎng)絡節(jié)能技術(shù)的研究已經(jīng)成為當今無線通信領(lǐng)域研究的重點課題。
　　第三代合作伙伴計劃(3GPP)長期演進技術(shù)小組(LTE/LTE-Advanced)正致力于在LTE-Advanced系統(tǒng)中使用具有經(jīng)濟效益的中繼(Relay)技術(shù)來實現(xiàn)小區(qū)吞吐量和覆

2、蓋范圍的增益。本文旨在研究分析添加了中繼的LTE-Advanced系統(tǒng)的能源效率，進而闡明LTE-Advanced系統(tǒng)中的中繼技術(shù)將是構(gòu)建未來綠色通信網(wǎng)絡中的關(guān)鍵技術(shù)。
　　本文首先介紹了LTE-Advanced以及中繼技術(shù)，LTE-Advanced系統(tǒng)中的中繼技術(shù)并不完全等同于傳統(tǒng)的中繼技術(shù)。緊接著介紹了綠色通信以及現(xiàn)有無線蜂窩網(wǎng)絡節(jié)能的技術(shù)和方法、以及度量指標，這些都為隨后的研究內(nèi)容提供了相關(guān)的背景基礎(chǔ)。然后進行建模仿真分析研

3、究了LTE-Advanced中繼系統(tǒng)的能源效率，最后提出了基于站點休眠的高能效網(wǎng)絡拓撲控制策略，本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　1.基于3GPP定義的不同的場景，通過系統(tǒng)仿真的方法來分析中繼技術(shù)帶來的性能增益，并分析不同的中繼參數(shù)配置對于系統(tǒng)性能的影響。包括不同的中繼數(shù)量和中繼發(fā)射功率對系統(tǒng)用戶接入鏈路信干噪比、平均每扇區(qū)吞吐量和系統(tǒng)能源效率的影響。從仿真結(jié)果得出相比于傳統(tǒng)無中繼的蜂窩網(wǎng)絡，中繼技術(shù)可以帶來可觀的系統(tǒng)性能增益的結(jié)論。

4、但是受中繼回程鏈路的容量限制，以及中繼自身的能源消耗，系統(tǒng)的吞吐量和能源效率的提升具有上限。
　　2.提出了基于站點開關(guān)的動態(tài)節(jié)能算法(DES)，該算法將整個網(wǎng)絡的拓撲圖建模為一個加權(quán)連接圖來表示基站和用戶之間的連接關(guān)系，在此基礎(chǔ)上最大化QoS和節(jié)能兩方面的綜合性能，并且在中繼蜂窩網(wǎng)絡和無中繼蜂窩場景中進行了對比驗證。在不同的業(yè)務負載量和業(yè)務負載分布條件下，仿真結(jié)果表明DES算法提升了系統(tǒng)性能。特別是在低業(yè)務量時，網(wǎng)絡的能效得到了