异构网中能效_谱效性能分析及高能效设计.pdf

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目异构网中能效/谱效性能分析及高能效设计学科专业通信与信息系统学号201221260122作者姓名董亮指导教师武刚副教授分类号密级注1UDC学位论文异构网中能效/谱效性能分析及高能效设计(题名和副题名)董亮(作者姓名)指导教师姓名武刚副教授电子科技大学成都(职务、职称、学位、单位名称及地址)申请学位级别硕士专业名称通信与信息系统论文提交日期2015.04.28论文答辩日期2015.05.25学位授予单

2、位和日期电子科技大学2015.06答辩委员会主席评阅人年月日注1注明《国际十进分类法UDC》的类PERFORMANCEANALYSISOFENERGYEFFICIENCY/SPECTRALEFFICIENCYANDHIGHENERGYEFFICIENCYDESIGNINHETEROGENEOUSNETWORKAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemsAuthor:LiangDong

3、Advisor:AssociateProfessorGangWuSchool:NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunications独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文

4、作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着信息通信技术的不断发展，用户终端与应用的多样性带来了移动通信网中业务量的指数增长。现有的网络部署方案已不能良好的支撑移动通信网中的数据洪流，因此，能为具有空时动态特性的高业务量提供高效服务的演进网络架构成为一个新的问题。近期，异构网

5、络正被各大运营商考虑作为新型网络部署架构。异构网络架构包含多种类型的基站，不同类型的基站对应不同的发射功率、工作载频、部署密度等配置参数，通过区域重叠覆盖可为具有不同移动速度、不同业务量需求及多业务种类的用户提供个性化且低成本的服务。然而，网络能量消耗，作为一个日益严重的问题，逐渐成为运营商关注的焦点。包括沃达丰、中国移动等世界著名运营商的统计数据表明，随着移动通信中业务量的指数增长，且网络中部署的基站密度不断增大，由基站主导的网络能量消耗也不断提高，各大运营商每年需要支付高额的能源费用。另外一方面，巨大能量消耗伴随的碳排放也是一个不可忽视的环境问题。因此，需在

6、包括异构网等新型网络环境下，研究如何根据业务分布、用户移动模型、业务需求与行为特征关系等相关特征，实现高能效的网络部署、基站工作模式管理及相应的资源分配，是最近几年学术界与工业界都关注的新问题。近五年，学术界对上述问题的研究主要围绕基站休眠和高能效资源分配两方面进展。本文针对此问题进一步开展了如下研究工作：1)提出了根据业务空时动态特性的相关预测指数，提出基于该指数完成网络中基站工作状态决策的管理策略；2)提出根据异构网中不同类型基站的功耗，完成动态选择用户与基站进行关联的方法；3)提出了针对多业务共存网络的高能效的资源分配框架，利用仿真评估结果验证了所提方法的

7、有效性。第一章主要概述了当前主要存在的问题与研究重点，同时阐述了本文的内容及研究成果，最后简述了本文的框架。第二章主要从网络的角度，研究了业务的空间、时间动态特性，并进一步研究业务的空时分布相关特性，本文创新性地定义了一个业务空时分布相关预测指数，并提出了基于该相关预测指数的一种异构网基站节能管理方案。这一工作的创新性主要是研究了该方案中预测窗口长度对节能效果与系统性能的影响，仿真结果进一步验证了所提方案的有效性。第三章主要从用户的角度，研究了异构网中的用户设备和基站之间的最优关联（UserAssociation）问题。用户关联问题的核心是如何为每个用户从待选基

8、站I摘要集合中选择能耗最