基于LTE的雙層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)能量效率分析.pdf

1、近年來(lái)，由于無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)要求的大量增長(zhǎng)以及能量消耗的增長(zhǎng)、環(huán)境的惡化，綠色無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注。統(tǒng)計(jì)表明，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中70％的業(yè)務(wù)主要發(fā)生在室內(nèi)。但是由于無(wú)線信號(hào)被建筑物阻擋造成嚴(yán)重?fù)p耗，無(wú)法保障室內(nèi)用戶的服務(wù)質(zhì)量。為了提升室內(nèi)用戶的服務(wù)質(zhì)量，最直接的手段就是增大室外宏基站的發(fā)射功率，但是這會(huì)給能源和環(huán)境帶來(lái)更大的負(fù)面影響。Femtocell作為一種能有效增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋和提升網(wǎng)絡(luò)容量的無(wú)線接入技術(shù)受到了業(yè)界的高度關(guān)注。由此形

2、成了Macrocell/Femtocell雙層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)。但是當(dāng)多種類(lèi)型的小蜂窩大量使用，并被隨機(jī)的部署時(shí)，傳統(tǒng)的正六邊形網(wǎng)絡(luò)分析模型已經(jīng)不足以在理論上精確的分析網(wǎng)絡(luò)性能。因此本文在這里引入不定形小區(qū)理論從基站分布密度的角度來(lái)精確衡量大規(guī)模雙層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能。
　　本文的主要研究工作及成果包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）首先對(duì)LTE系統(tǒng)的性能目標(biāo)以及系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了分析和綜述。接下來(lái)對(duì)Macrocell/Femtoce

3、ll雙層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述和分析。最后，分析和總結(jié)了Macrocell/Femtocell雙層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)架構(gòu)、接入方式以及Femtocell帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
　?。?）簡(jiǎn)要分析了幾種主流的效率模型。由于綠色通信概念的提出，現(xiàn)在的焦點(diǎn)是以能量效率為優(yōu)化目標(biāo)的系統(tǒng)優(yōu)化，確定本文主要研究的是能量效率。接下來(lái)分析和研究了Macrocell/Femtocell雙層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的干擾問(wèn)題，簡(jiǎn)述了幾種干擾模型。在傳

4、統(tǒng)宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入大量Femtocell會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相關(guān)無(wú)線環(huán)境變得非常復(fù)雜，為了系統(tǒng)的合理性實(shí)現(xiàn)，最后概述了LTE無(wú)線信道的相關(guān)知識(shí)。
　　（3）在以上通信技術(shù)基礎(chǔ)的支撐下，本文針對(duì)大規(guī)模Macrocell/Femtocell雙層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能量效率進(jìn)行分析。并結(jié)合基站能耗模型及不定形小區(qū)理論，得到雙層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)精確的能量效率表達(dá)式。接下來(lái)深入分析了網(wǎng)絡(luò)能量效率：在給定的Macrocell密度下總存在一個(gè)最優(yōu) Femto