LTE-A異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能算法的研究.pdf

1、近年來地球面臨著越來越嚴峻的環(huán)境問題,節(jié)能、降耗、減排成為了大勢所趨。隨著移動通信系統(tǒng)的高速發(fā)展,日益壯大的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,數(shù)以千萬的基站數(shù)目,將通信行業(yè)的耗電量推向了歷史的高峰,為通信運營商帶來經(jīng)濟負擔的同時也為環(huán)境帶來了不可小覷的污染。因此,化解通信發(fā)展與環(huán)境污染之間的矛盾成為了通信行業(yè)的一大重點。如何節(jié)能減排、降低能耗、實現(xiàn)綠色通信已成為通信業(yè)研究的一個熱點。特別是隨著LTE/LTE-A蜂窩網(wǎng)的推廣應(yīng)用,業(yè)界越來越關(guān)注通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)的

2、研究,并在LTE的標準中提出了可行的節(jié)能解決方案。在這樣的大環(huán)境下,本文結(jié)合LTE標準中的節(jié)能方案,采用小區(qū)擴展技術(shù)與頻率復(fù)用、功率協(xié)調(diào)技術(shù)設(shè)計了兩種場景下的高效節(jié)能算法。
　　其一,針對LTE-A單小區(qū)兩層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò),采用小區(qū)擴展技術(shù),擴大微小區(qū)接入容量,分擔宏基站負載,均衡小區(qū)負載;同時,采用軟頻率復(fù)用技術(shù),有效隔離干擾頻帶,保證頻譜效率的同時抑制了層間干擾;出于節(jié)能的考慮,加入功率控制策略,在保證用戶傳輸速率的條件下,盡可能使

3、用小功率接入。在此基礎(chǔ)上設(shè)計出 RE-PFIC節(jié)能算法,不僅能有效抑制層間干擾,提高系統(tǒng)吞吐率,還能減少功率消耗,從而提高系統(tǒng)能效。受業(yè)務(wù)中斷概率的約束,小區(qū)擴展偏移量(bias)不可無限增大,RE-PFIC算法在一定的 bias范圍內(nèi)有效。因此,本文通過仿真在驗證RE-PFIC算法的有效性的同時給出了有效的bias范圍。
　　其二,針對LTE-A多小區(qū)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò),沿用單小區(qū)場景下的RE-PFIC節(jié)能算法,在小區(qū)內(nèi)部使用能效的運

4、行機制;同時,根據(jù)小區(qū)功率占用特點,在基站端通過開關(guān)基站的方式節(jié)省固定能耗,設(shè)計了基于覆蓋補償?shù)幕鹃_關(guān)算法。該算法考慮了多小區(qū)間的干擾抑制和關(guān)基站引起的空洞覆蓋補償問題,根據(jù)一天內(nèi)的流量負載模型,在保證用戶傳輸速率和低業(yè)務(wù)中斷概率的條件下,以最大化節(jié)能態(tài)基站數(shù)和最小化補償態(tài)基站數(shù)為目標,采用啟發(fā)式算法開關(guān)基站,實現(xiàn)了顯著高于傳統(tǒng)全頻率復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能效率。
　　本文針對單小區(qū)和多小區(qū)異構(gòu)蜂窩網(wǎng)場景設(shè)計出的兩種節(jié)能機制,都是基于保證