無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能效與流量建模及性能分析.pdf

1、蜂窩網(wǎng)絡(luò)中快速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量需求以及急劇上升的基礎(chǔ)設(shè)施能耗,不僅導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)成本的增加,而且給環(huán)境帶來(lái)碳排放承受壓力,這其中占蜂窩網(wǎng)絡(luò)總能耗高達(dá)80％的基站能耗問(wèn)題則尤為突出。從經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)說(shuō),在滿足蜂窩網(wǎng)絡(luò)不斷增長(zhǎng)的流量需求的同時(shí),緩解蜂窩網(wǎng)絡(luò)能耗使用、提升蜂窩系統(tǒng)能效勢(shì)在必行,即需要降低每比特流量的能耗。本文從流量與能效建模以及流量控制的角度研究了蜂窩網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能問(wèn)題。
　　從蜂窩網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的角度,本文首先基于流量

2、負(fù)載和功耗的空間分布,提出了小區(qū)覆蓋范圍符合Poisson-Voronoi Tessellation(PVT)的隨機(jī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行能效模型。推導(dǎo)了典型小區(qū)的流量負(fù)載和功耗空間分布,根據(jù)Palm定理,這些結(jié)果可直接拓展到整個(gè)PVT網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)一步地,評(píng)估了流量特性、無(wú)線信道效應(yīng)以及干擾對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)能效的影響。數(shù)值仿真結(jié)果表明,流量負(fù)載的突發(fā)性會(huì)導(dǎo)致蜂窩網(wǎng)絡(luò)能效的大范圍擾動(dòng)。同時(shí),為了達(dá)到最大節(jié)能水平以實(shí)現(xiàn)能效優(yōu)化,應(yīng)隨流量負(fù)載的變化而調(diào)節(jié)基站的固

3、定功耗和動(dòng)態(tài)功耗。
　　其次,從生命周期的角度,本文討論與評(píng)估了蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造過(guò)程中的能耗,即物化能耗。進(jìn)一步地,提出了新的包含物化能耗的蜂窩網(wǎng)絡(luò)整體能效模型,并研究了基站數(shù)目與覆蓋范圍兩者間的優(yōu)化問(wèn)題。不同于以往的工作,本文發(fā)現(xiàn)物化能耗在總能耗中占有不可忽視的重要比例。仿真結(jié)果證明了物化能耗與運(yùn)行能耗之間存在折中優(yōu)化。
　　最后,在前面對(duì)能效建模分析的基礎(chǔ)上,本文基于流量負(fù)載均衡提出了蜂窩網(wǎng)絡(luò)的新節(jié)能解決方案。通過(guò)對(duì)接入