異構網絡下基于能效的資源分配和切換調度機制研究.pdf

1、網絡數據量的激增以及人們通信需求的不斷提高，給無線移動通信系統(tǒng)在網絡構架、網絡帶寬以及先進物理層技術等方面的改進和革新帶來了巨大挑戰(zhàn)。為了應對這一挑戰(zhàn)，開始商用的第四代移動通信系統(tǒng)以及處于研發(fā)階段的第五代移動通信系統(tǒng)將異構網絡作為主要網絡結構。異構網絡在宏小區(qū)內部署多種低發(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，通過密集型部署網絡來提高網絡容量和用戶體驗。但大量的網絡站點帶來了巨大的能耗，同時密集型網絡會帶來復雜的小區(qū)

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

3、網絡能量效率的同時保證每個用戶的最低速率服務質量限制。通過對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)信道質量子載波分配調整（BCSA）算法，在保證網絡能效性能同時降低計算復雜度。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)信道質量分配原則確定初始子載波分配，然后不斷調整最大能效用戶和最小能效用戶之間的子載波分配，使得整個網絡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網絡場景下，

4、將資源分配和切換調度聯(lián)合起來考慮，分析了基于能效的資源分配和切換調度聯(lián)合模型，在保證每個用戶最低速率限制前提下最大化網絡的能量效率。將異構網絡下的資源管理問題轉化為切換調度和資源分配兩個子問題。在切換調度子問題中，分析了用戶切換調度過程中的考慮因素，通過數學推導得到了微基站睡眠的判決條件，設計了基于微基站睡眠的集中式切換調度算法CUSA，通過集中式的切換調度，進一步節(jié)省網絡能耗；在資源分配子問題中，采用了BCSA算法。與通常單獨考慮資源