5G移動通信網絡基于能效的資源管理.pdf

1、3G、4G使移動通信網絡的發(fā)展充滿了活力，移動互聯(lián)網和物聯(lián)網作為移動通信的兩大驅動力對設備接入密度和移動數(shù)據(jù)流量提出了更高的要求，未來5G通信網絡的發(fā)展趨勢是采用高密度異構蜂窩網絡架構來滿足日益增長的用戶接入密度和高數(shù)據(jù)速率的要求。目前，移動通信行業(yè)能耗占到全球總能耗的3％，高于其他行業(yè)，這其中基站能耗占到60%~80%，未來高密度重疊覆蓋異構蜂窩網絡架構意味著更多的基站部署，而且這些基站部署更具隨意性，這無疑給移動通信網絡的能耗問題帶

2、來嚴峻的挑戰(zhàn)。
　　本文在由Macro cell、Micro cell和small cell三種網絡組成的高密度異構網絡架構下，研究提高網絡能效的資源管理方法，主要包含兩個部分：
　?。?）提出一種基于綜合開銷函數(shù)的接入選擇算法，旨在使用戶在高密度重疊覆蓋網絡中接入合適的網絡。傳統(tǒng)接入算法是將用戶直接接入用戶接收信號最強的基站，而在3GPP采用的信道模型下以及基站默認部署參數(shù)下，用戶可感知的宏基站信號強度明顯強于微基站和小基

3、站，這就使得部分基站因接入過多造成擁塞和用戶體驗下降，而大部分微小基站空置造成整體網絡資源的浪費，本文提出的算法具有更好的負載均衡效果，能提高系統(tǒng)容量，且掉線率更低。
　?。?）提出一種基于能效的功率控制算法，算法結合小區(qū)呼吸技術和基站休眠技術，旨在保證通信質量的前提下減少基站能量消耗，從而提高網絡能效。算法思想是根據(jù)各基站負載狀態(tài)，將基站分成零負載、輕負載、正常負載和重負載四種工作狀態(tài)，然后根據(jù)基站工作狀態(tài)來調整各基站的發(fā)射功率

4、，從而達到基站覆蓋面積伸縮的效果。
　　本文設計的兩個算法相輔相成，互相作用，接入算法需要根據(jù)基站工作狀態(tài)和用戶分布進行接入判定，而功率控制算法則根據(jù)各基站負載狀態(tài)調整工作狀態(tài)并反饋給接入選擇算法部分，仿真結果顯示，這套資源管理算法在稀疏均勻分布、單點密集分布和多點密集分布下，系統(tǒng)容量都有著明顯的提升，而功耗卻顯著降低，網絡能效提高15%~65%，在密集均勻用戶分布場景下，由于功耗變大使其能效有著小幅度的下降，但是顯著提高了系統(tǒng)容