基于SDN的LTE与WLAN异构网络中单基站的节能研究

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:bavai
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随着移动应用软件日益增加,无线终端用户的流量需求出现了爆发式增长。运营商密集部署了基站和AP组成LTE与WLAN异构网络来应对流量的增长,而随着人们越来越关注绿色通信,基站能耗严重的问题日益突出。近年来随着多连接技术的发展,采用LTE与WLAN聚合技术可以实现用户同时传输,结合SDN技术为无线资源的进一步优化管理提供了基础。论文主要研究LTE与WLAN异构网络中基站的节能方法。该方法通过分配规则与定价规则以及梯度下降法来迭代更新拍卖双方出价直至收敛达到社会福利最大化,得到用户流量在基站与AP间的分配策略。第一步,确定能耗与负载的关系。结合现有研究得出基站负载与能耗的数学关系模型,并且通过实际部署AP测量实验,分析了AP的最大有效吞吐量及能耗,并根据实验数据拟合得到了AP负载与能耗之间的数学关系模型。第二步,针对用户流量分配的问题。利用上述数学关系模型与用户的流量需求构建运营商的能耗成本函数与用户的效益函数,将流量分配问题转化为社会福利最大化问题。设计了迭代双边拍卖机制并且提出基于双边拍卖的基站节能算法来解决社会福利问题,中间人SDN控制器引导拍卖双方揭示真实的信息,用户与运营商不断迭代更新最优出价直至收敛,得到用户流量的最优分配。通过软件对算法进行仿真实验,验证了迭代双边拍卖机制的属性和基于双边拍卖的基站节能算法能够有效对基站节能的同时保证用户的QoS需求,相对于现有WiFi卸载基站节能算法的基站节能百分比最高可以提高7%,最低可以提高1%;同时系统的整体能耗节省比例最大达到33%,最低达到5%;用户平均信道容量可以提高53%。因此本文算法不仅进一步节省了基站能耗,同时保证了用户的QoS需求,对基站绿色通信节能的发展具有借鉴意义。
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