移動WiMAX和LTE/LTE-A無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)能研究

【摘要】：摘要：目前,無線通信技術(shù)快速發(fā)展,移動通信系統(tǒng)已經(jīng)在向4G演進(jìn),此間有兩類主要的技術(shù)：WiMAX和3GPPLTE。同時,為了滿足不斷增長的數(shù)據(jù)流量需求,運營商不得不架設(shè)更多的基站,隨之而來的是通信網(wǎng)絡(luò)能耗的不斷增加。針對通信網(wǎng)絡(luò)日益增長的能耗問題,論文主要研究了功率放大器的動態(tài)開啟/關(guān)閉、基站發(fā)射功率、傳輸帶寬、小區(qū)半徑以及微微基站的動態(tài)開啟/關(guān)閉等因素及措施在WiMAX和LTE/LTE-A網(wǎng)絡(luò)節(jié)能中的應(yīng)用。 本文首先研究了發(fā)射端基站功率放大器的動態(tài)關(guān)閉/開啟在WiMAX MBS zone的網(wǎng)絡(luò)節(jié)能中的作用。MBS業(yè)務(wù)是WiMAX為用戶提供的實時多媒體服務(wù),為了增強(qiáng)MBS業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,移動WiMAX中提出了MBS zone的服務(wù)模式。針對MBS zone的服務(wù)方式,本文提出根據(jù)MBS zone中是否有MBS用戶來決定基站是否提供相應(yīng)的MBS業(yè)務(wù),動態(tài)的關(guān)閉和開啟功率放大器,以實現(xiàn)節(jié)能。同時,基于排隊論理論對MBS zone進(jìn)行建模分析,得出了MBS zone中某一個基站的節(jié)能量同MBS用戶到達(dá)速率的關(guān)系以及MBS zone大小的關(guān)系。仿真結(jié)果顯示,所提出的措施在MBS用戶較少的情況下具有良好的表現(xiàn)。 本文還分析了傳輸帶寬大小、發(fā)射功率大小、小區(qū)半徑大小等參數(shù)對移動WiMAX網(wǎng)絡(luò)頻譜效率和能量效率的影響,以7小區(qū)蜂窩模型為基礎(chǔ)進(jìn)行建模仿真,頻率復(fù)用因子取1。結(jié)果顯示整個小區(qū)的頻譜效率在小區(qū)半徑較大時,噪聲相關(guān)項的影響增大,半徑較小時,同頻干擾的影響增加；小區(qū)的能量效率隨著發(fā)射功率的增加會出現(xiàn)一個最大值；小區(qū)能量效率隨帶寬的增加而增加。這些都為移動WiMAX網(wǎng)絡(luò)的能量優(yōu)化提供了依據(jù)。 本文最后研究了異構(gòu)網(wǎng)中微微基站的動態(tài)關(guān)閉/開啟在3GPP LTE/LTE-A網(wǎng)絡(luò)節(jié)能中的作用。3GPP R10引入了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的概念,Pico基站和Femto基站的引入,增加了網(wǎng)絡(luò)的容量。本文從排隊論理論的角度出發(fā),提出了一種QoS指標(biāo),將其作為微微基站動態(tài)關(guān)閉/開啟的判決依據(jù),通過仿真計算發(fā)現(xiàn),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的變化,適當(dāng)?shù)年P(guān)閉和開啟網(wǎng)絡(luò)中的微微基站,可以有效的節(jié)約能耗,同時不會對網(wǎng)絡(luò)的性能產(chǎn)生較大的影響。 【關(guān)鍵詞】：WiMAX LTE/LTE-A 網(wǎng)絡(luò)節(jié)能 MBS zone 異構(gòu)網(wǎng)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-19
• 1.1 課題技術(shù)背景11-15
• 1.1.1 WiMAX的發(fā)展過程12-14
• 1.1.2 LTE的發(fā)展過程14-15
• 1.2 課題研究意義和研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排16-19
• 2 WiMAX和LTE/LTE-A系統(tǒng)物理層關(guān)鍵技術(shù)19-31
• 2.1 移動WiMAX和LTE/LTE-A物理層關(guān)鍵技術(shù)19-22
• 2.1.1 OFDM技術(shù)19-21
• 2.1.2 自適應(yīng)調(diào)制編碼21
• 2.1.3 混合自動重傳請求21-22
• 2.2 移動WiMAX和LTE/LTE-A物理層參數(shù)22-27
• 2.2.1 移動WiMAX物理層22-24
• 2.2.2 LTE物理層參數(shù)24-27
• 2.2.3 LTE-A的技術(shù)升級27
• 2.3 移動WiMAX和LTE/LTE-A的應(yīng)用27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 3 WiMAX MBS zone節(jié)能研究31-47
• 3.1 移動WiMAX中的MBS業(yè)務(wù)31-37
• 3.1.1 MBS業(yè)務(wù)介紹31-34
• 3.1.2 MBS業(yè)務(wù)建立的流程34-35
• 3.1.3 WiMAX MBS物理層幀結(jié)構(gòu)35-37
• 3.2 WiMAX MBS中的能量問題和解決方案37-38
• 3.3 節(jié)能方案的排隊論分析38-42
• 3.3.1 排隊論理論簡介38-40
• 3.3.2 MBS zone的排隊論分析40-42
• 3.4 實驗仿真結(jié)果42-46
• 3.4.1 仿真環(huán)境設(shè)置42-43
• 3.4.2 仿真結(jié)果及分析43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 移動WiMAX網(wǎng)絡(luò)頻譜效率和能量效率研究47-59
• 4.1 研究現(xiàn)狀47-48
• 4.2 系統(tǒng)模型48-51
• 4.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼坝脩舴植?/span>48-49
• 4.2.2 傳播模型49-51
• 4.3 頻譜效率和能量效率的計算51-53
• 4.3.1 路徑損耗51
• 4.3.2 熱噪聲51-52
• 4.3.3 頻譜效率和能量效率52-53
• 4.4 仿真結(jié)果及分析53-57
• 4.4.1 頻譜效率54-56
• 4.4.2 能量效率56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 5 LTE/LTE-A網(wǎng)絡(luò)節(jié)能研究59-69
• 5.1 研究現(xiàn)狀59-62
• 5.1.1 LTE/LTE-A網(wǎng)絡(luò)節(jié)能措施59-61
• 5.1.2 LTE-A異構(gòu)網(wǎng)節(jié)能研究61-62
• 5.2 Macro-Pico異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景簡介62-64
• 5.3 Pico基站的節(jié)能分析64-67
• 5.4 結(jié)果分析67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 6 結(jié)論69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 作者簡歷75-79
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集79

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