LTe-Advanced中繼通信系統(tǒng)的能效研究與仿真.pdf

1、近年來移動智能終端飛速發(fā)展，無線網絡正向提供高速率服務方向演進。成倍增長的數據業(yè)務和隨時隨地接入的需求使得網絡設施需求急劇擴大，而如何減少移動網絡的能耗已經成為一個亟待解決的問題，無線蜂窩網絡節(jié)能技術的研究已經成為當今無線通信領域研究的重點課題。
　　第三代合作伙伴計劃(3GPP)長期演進技術小組(LTE/LTE-Advanced)正致力于在LTE-Advanced系統(tǒng)中使用具有經濟效益的中繼(Relay)技術來實現(xiàn)小區(qū)吞吐量和覆

2、蓋范圍的增益。本文旨在研究分析添加了中繼的LTE-Advanced系統(tǒng)的能源效率，進而闡明LTE-Advanced系統(tǒng)中的中繼技術將是構建未來綠色通信網絡中的關鍵技術。
　　本文首先介紹了LTE-Advanced以及中繼技術，LTE-Advanced系統(tǒng)中的中繼技術并不完全等同于傳統(tǒng)的中繼技術。緊接著介紹了綠色通信以及現(xiàn)有無線蜂窩網絡節(jié)能的技術和方法、以及度量指標，這些都為隨后的研究內容提供了相關的背景基礎。然后進行建模仿真分析研

3、究了LTE-Advanced中繼系統(tǒng)的能源效率，最后提出了基于站點休眠的高能效網絡拓撲控制策略，本文的主要研究內容包括:
　　1.基于3GPP定義的不同的場景，通過系統(tǒng)仿真的方法來分析中繼技術帶來的性能增益，并分析不同的中繼參數配置對于系統(tǒng)性能的影響。包括不同的中繼數量和中繼發(fā)射功率對系統(tǒng)用戶接入鏈路信干噪比、平均每扇區(qū)吞吐量和系統(tǒng)能源效率的影響。從仿真結果得出相比于傳統(tǒng)無中繼的蜂窩網絡，中繼技術可以帶來可觀的系統(tǒng)性能增益的結論。

4、但是受中繼回程鏈路的容量限制，以及中繼自身的能源消耗，系統(tǒng)的吞吐量和能源效率的提升具有上限。
　　2.提出了基于站點開關的動態(tài)節(jié)能算法(DES)，該算法將整個網絡的拓撲圖建模為一個加權連接圖來表示基站和用戶之間的連接關系，在此基礎上最大化QoS和節(jié)能兩方面的綜合性能，并且在中繼蜂窩網絡和無中繼蜂窩場景中進行了對比驗證。在不同的業(yè)務負載量和業(yè)務負載分布條件下，仿真結果表明DES算法提升了系統(tǒng)性能。特別是在低業(yè)務量時，網絡的能效得到了