小蜂窩網(wǎng)絡(luò)干擾控制與節(jié)能方案研究.pdf

1、近十年，無線通信技術(shù)快速發(fā)展，隨著無線網(wǎng)絡(luò)中越來越高的數(shù)據(jù)負載量與越來越嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，移動蜂窩網(wǎng)中高速增長的能量消耗也引起人們越來越多的注意，大量的能耗不僅增加了運營商的運營成本，更導(dǎo)致了環(huán)境的惡化。而傳統(tǒng)的宏蜂窩基站結(jié)合低功率、小半徑的小蜂窩基站組成的多層網(wǎng)絡(luò)是提高網(wǎng)絡(luò)能量有效性的一種十分有前景的途徑，宏蜂窩基站對網(wǎng)絡(luò)提供全面的覆蓋，而小蜂窩基站與用戶的距離更近，以更低的能耗提供更高速的接入。小蜂窩的半徑小，基站間距離較近，因此，小

2、蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的蜂窩間干擾更為嚴(yán)重，而由于宏蜂窩基站的存在，多層的混合網(wǎng)絡(luò)中還存在跨層間的蜂窩間干擾。
　　蜂窩間干擾控制與節(jié)能是新一代移動蜂窩網(wǎng)中兩個重要的研究問題。在蜂窩間干擾控制技術(shù)中，干擾協(xié)調(diào)技術(shù)不依賴于底層的通信技術(shù)，通用性較高，因此本文采用基于頻率資源分配的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)來實現(xiàn)蜂窩間干擾控制。在蜂窩網(wǎng)中，基站的耗能占網(wǎng)絡(luò)整體耗能的60-80％，而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)負載量很小時，基站的耗能甚至占網(wǎng)絡(luò)整體耗能的90％，因此本文采用基站

3、休眠技術(shù)來實現(xiàn)針對基站的節(jié)能，提高網(wǎng)絡(luò)整體能量有效性。之前的大部分研究將蜂窩間干擾控制與節(jié)能這兩個問題分開研究，而這兩個要問題對用戶的服務(wù)質(zhì)量與網(wǎng)絡(luò)的能量消耗都有很大的影響，因此，應(yīng)該聯(lián)合研究網(wǎng)絡(luò)的蜂窩間干擾控制與節(jié)能，并在一個框架下進行優(yōu)化。于是，針對新一代移動蜂窩網(wǎng)中單層的小蜂窩網(wǎng)絡(luò)與多層的混合網(wǎng)絡(luò)，本文以最大化網(wǎng)絡(luò)整體能量有效性構(gòu)建目標(biāo)方程，將蜂窩間干擾控制與網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能在一個優(yōu)化問題中進行優(yōu)化，通過動態(tài)地分配頻譜資源及采用基站休眠

4、技術(shù)來同時達到控制蜂窩間干擾與節(jié)能的目的。同時，本文還考慮了用戶間的公平性。
　　另外，現(xiàn)有的關(guān)于蜂窩間干擾控制與節(jié)能的方案大部分是基于中心式方案的，即將網(wǎng)絡(luò)的所有信息收集到中心控制器，再做決策，因此，中心式方案會受到延遲的動態(tài)信息、冗長的信令信息、較差的可擴展性等方面的影響。針對單層的小蜂窩網(wǎng)絡(luò)，本文首先對提出的優(yōu)化問題進行一系列地簡化，并結(jié)合投影次梯度法與原始分解法將中心式方案轉(zhuǎn)化為分布式方案，即每個蜂窩只需自身及鄰近蜂窩的信