异构蜂窝网络下基站节能技术研究

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1、分类号：TN929.5单位代码：10183研究生学号：2013522002密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）异构蜂窝网络下基站节能技术研究ResearchonEnergy-savingTechnologyofBaseStationinHeterogeneousCellularNetwork作者姓名：陈登昭专业：通信与信息系统研究方向：绿色无线通信技术指导教师：于银辉教授培养单位：通信工程学院2016年6月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复

2、制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明，本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本。文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；ｉｒｔ敵日期：年名月日占ｙ----------------------

3、----------异构蜂窝网络下基站节能技术研究--------------------------------ResearchonEnergy-savingTechnologyofBaseStationinHeterogeneousCellularNetwork作者姓名：陈登昭专业名称：通信与信息系统指导教师：于银辉教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年6月5日摘要异构蜂窝网络下基站节能技术研究近年来，随着社会的进步，人们对通信业务的需求越来越高。为此，现有的移动通信系统一改过去传统单一的网络结构，取而代之的是层叠式的、立体的异构蜂窝网络

4、结构。这种在传统宏蜂窝网络的基础上部署大量低功耗节点，在一定程度上可以有效解决网络深层覆盖的问题，为用户提供更优质的通信质量，但是问题也随之显现。各式各样的低功耗节点的大量部署，也加剧了网络的能耗。而且所有的节点都是以最大功率进行工作，但是现有的通信网络中，用户的分布是随机的，而且小区的流量存在典型的“潮汐效应”，所以在低负载时间段，就会造成网络资源的浪费。目前节能减排，低碳环保，打造绿色通信网络已成为业内的研究热点问题。本文正是以此为技术背景，依据网络流量特性，针对异构蜂窝网络研究基站休眠技术。（1）首先对异构蜂窝网络的概念进行了梳理和总结；接

5、下来主要是对绿色通信技术中的一些度量指标进行了归纳和总结，主要介绍了三种典型的衡量指标，同时对绿色通信的理念进行了介绍；最后总结和分析了现有一些关于蜂窝网络的节能技术。（2）研究了一种基于用户连接的基站休眠技术：以宏基站和微基站共存的两层异构蜂窝网络为研究对象。在网络低负载时期，通过引入环境感知技术，实现对网络环境中用户和基站之间的连接关系进行感知，建立一个连接矩阵，以此来建立一个加权二部图。将用户的QoS和基站负载考虑进去，将二者的加权值作为二部图的权值，建立相应的权值矩阵。通过不断优化连接矩阵使得目标效益值实现最大化，从而得到最优的基站和用户

6、之间的连接关系。通过建模，将问题转化成一个0-1整数规划问题，通过粒子群优化算法对问题进行求解，从而输出最优的连接矩阵。依据此连接矩阵执行相应的休眠策略，将负载为零的基站进行关闭，从而实现节能的目标。仿真实验表明，在网络低负载期，通过执行所提的基站休眠算法可以有效降低网络的整体能耗，提升网络整体的能量效率，达到节能减排的目标，实现绿色通信。（3）在执行基站休眠策略之后，也会存在以下问题：网络的中断概率有所增加，即产生了部分覆盖漏洞；另外若基站休眠期间有新用户到达和离去，休眠基I站会处于频繁激活和休眠的状态。因此针对该算法存在的不足，通过引入小区聚

7、焦技术，提出一种基于小区补偿机制的基站节能算法。将二对称元和三对称元补偿有效结合起来，依据休眠小区的负载情况及实施覆盖补偿小区的资源剩余情况进行有效的补偿，以能量效率作为补偿小区的选择依据。仿真实验表明，通过引入补偿机制，执行休眠算法后，更多较低负载的基站进入休眠状态，网络的中断概率也得到一定程度的降低。论文的研究和实验结果表明，所提的基站休眠算法可以减少网络的能量消耗，实现绿色通信。关键词：异构蜂窝网络，能量效率，基站休眠，小区补偿IIABSTRACTResearchonEnergy-savingTechnologyofBaseStationi

8、nHeterogeneousCellularNetworkInrecentyears,withthedevelopmentofsocie