基于业务分布的高能效异构网络基站部署研究

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随着无线通信网络规模的迅猛发展,各式各样的业务种类层出不穷,用户对无线通信的体验要求也越来越高。在这种情况下,传统的单层网络结构已经不能满足当前大量高速率的业务需求。在原有的大功率宏基站覆盖范围内,添加低功率节点,从而组成多层异构网络架构,作为一种解决方案应运而生并且引起了学术界的广泛关注。另一方面,网络规模的快速增长,也导致无线网络的能耗问题日益突出,未来无线通信的发展势必要综合资源和能耗这两个方面来考虑。由于基站的能耗占据了整个无线通信网络能耗的主要部分,因此对于基站能耗的优化需要重点关注。而目前的研究大多是从理论出发,缺少结合实际网络情况的分析。本论文从分析实际网络中业务在空间维度和时间维度的分布出发,来研究异构网络中基站的部署策略,以达到提高网络能效的目的。主要的研究内容及贡献点包括:首先,对现网中收集到的基站数据进行了处理,分析目前网络中业务的分布特点。结果表明无论是在空间维度还是时间维度,业务的分布都具有明显的不均匀特性,因此针对这种特性进行的基站部署研究对提升网络能效具有很大的潜力。其次,针对业务空间分布不均匀性的特点,提出了分层网络下微基站布置的方案,达到提升网络能效的目的,并通过仿真验证其性能。结果表明通过对微基站的布置方案进行优化,可以使网络的业务覆盖比例及网络的能效分别得到12.0%和12.3%的提升。最后,联合考虑业务在空间和时间上分布的不均匀特性,提出高能效微基站布置的策略,并通过仿真对比该策略与其他策略在性能上的差异。研究结果表明,所提出的策略与之前基于峰值业务量的优化策略相比,可以进一步提升17%的网络能效。
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