UMTS自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)與分析

【摘要】：在近十年里,支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的3G網(wǎng)絡(luò)得到了快速的發(fā)展,無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)中的用戶(hù)數(shù)和業(yè)務(wù)量容量也已經(jīng)有了明顯的提高。為滿(mǎn)足蜂窩網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的需求,蜂窩網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也在不斷地?cái)U(kuò)大,從而也使蜂窩網(wǎng)絡(luò)逐步成為通信行業(yè)中能耗最高的部分之一[1]。隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)能源、資源的需求也不斷增加,同樣使其對(duì)環(huán)境的破壞和對(duì)不可再生的消耗也在持續(xù)地增加；同時(shí),巨大的能源消耗也導(dǎo)致了公司運(yùn)營(yíng)的成本增加,使得利潤(rùn)的上升遇到瓶頸。 在UMTS (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS)中,可以通過(guò)在軟件層次上的控制,即在基站低業(yè)務(wù)量時(shí),通過(guò)信令控制關(guān)閉相應(yīng)的基站,并控制相鄰的基站完成這部分區(qū)域的覆蓋和容量補(bǔ)償,從而達(dá)到自主節(jié)能的目的。對(duì)于該論文的研究,作者將其分為三大部分： (1)研究無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的自主的節(jié)能優(yōu)化方案。在這部分,作者首先對(duì)用戶(hù)行為的時(shí)間—空間特性做了分析與研究,發(fā)現(xiàn)用戶(hù)的活動(dòng)具有規(guī)律性以及不均勻性的特點(diǎn)。對(duì)于一片服務(wù)區(qū)域,其業(yè)務(wù)量變化是與用戶(hù)的浮動(dòng)成線(xiàn)性關(guān)系。為此,根據(jù)用戶(hù)活動(dòng)行為的特性分析UMTS網(wǎng)絡(luò)中的不同場(chǎng)景,從而作者提出了兩種不同的自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案：宏觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化和微觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化； (2)根據(jù)所提的宏觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案和微觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案,作者對(duì)其方案的觸發(fā)條件也做了分析和研究。對(duì)于宏觀(guān)自主節(jié)能方案,它是對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)的分析與節(jié)能,所以它的觸發(fā)條件則是當(dāng)整體網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量低于一個(gè)門(mén)限值的時(shí)候便會(huì)觸發(fā)宏觀(guān)自主節(jié)能方案。而對(duì)于微觀(guān)自主節(jié)能方案,它只是對(duì)局部區(qū)域進(jìn)行調(diào)整,它觸發(fā)的前提首先是整體網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量在沒(méi)有低于宏觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案的門(mén)限值時(shí),當(dāng)某個(gè)或幾個(gè)基站的業(yè)務(wù)量過(guò)低的時(shí)候,篩選相鄰基站對(duì)該閑置基站進(jìn)行補(bǔ)償從而達(dá)到節(jié)能效果。在對(duì)自主節(jié)能方案進(jìn)行分析之后,便研究基站的能耗模型,從而得到自主節(jié)能優(yōu)化方案中的節(jié)能優(yōu)化數(shù)學(xué)模型； (3)對(duì)于建立的節(jié)能優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,作者利用了群智能算法分別對(duì)宏觀(guān)自主節(jié)能方案和微觀(guān)自主節(jié)能方案進(jìn)行仿真。通過(guò)仿真結(jié)果,可以了解到該類(lèi)問(wèn)題可以利用群智能算法來(lái)求解優(yōu)化,并且自主節(jié)能優(yōu)化方案的節(jié)能效果比較明顯,具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：UMTS 綠色通信 節(jié)能 智能算法
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5;TP18
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 當(dāng)今通信行業(yè)的能耗現(xiàn)狀及發(fā)展9-10
• 1.2 課題任務(wù)10-11
• 1.3 本文解決的問(wèn)題和創(chuàng)新點(diǎn)11
• 1.4 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)綜述11-13
• 第二章 自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案研究現(xiàn)狀及其概述13-18
• 2.1 自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案研究現(xiàn)狀13-14
• 2.2 現(xiàn)研究現(xiàn)狀所存在的問(wèn)題14
• 2.3 自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案所需的背景知識(shí)14-17
• 2.3.1 UMTS的概念14-15
• 2.3.2 節(jié)能基本思想介紹15-16
• 2.3.3 自組織網(wǎng)絡(luò)(SON)技術(shù)的概述16-17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第三章 UMTS的自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)18-34
• 3.1 自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案架構(gòu)設(shè)計(jì)18-23
• 3.1.1 自主節(jié)能管理的流程18-20
• 3.1.2 自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案的功能模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)程20-23
• 3.2 UMTS 3G網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)時(shí)間-空間的分布性的分析23-27
• 3.2.1 用戶(hù)時(shí)間-空間特性分析24-25
• 3.2.2 自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案的觸發(fā)條件分析25-27
• 3.3 UMTS 3G網(wǎng)絡(luò)的能耗以及覆蓋模型27-32
• 3.3.1 基站能耗的關(guān)系分析27-30
• 3.3.2 節(jié)能覆蓋優(yōu)化數(shù)學(xué)模型30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-34
• 第四章 基于蟻群算法的宏觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案34-51
• 4.1 蟻群算法在宏觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案的基本實(shí)現(xiàn)思想35-36
• 4.2 蟻群算法具體的應(yīng)用36-42
• 4.2.1 信息素信息的更新36-37
• 4.2.2 啟發(fā)式信息的更新37-42
• 4.3 蟻群算法在宏觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案中的實(shí)現(xiàn)步驟42-44
• 4.3.1 蟻群算法的具體實(shí)現(xiàn)42-43
• 4.3.2 蟻群算法的時(shí)間復(fù)雜度分析43-44
• 4.4 蟻群算法的性能評(píng)估與評(píng)價(jià)44-49
• 4.4.1 仿真環(huán)境的設(shè)置44-46
• 4.4.2 仿真分析46-49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 第五章 基于粒子群算法的微觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案51-64
• 5.1 粒子群在微觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案中的實(shí)現(xiàn)基本思想51-53
• 5.1.1 粒子群算法原理51-52
• 5.1.2 粒子群算法中社會(huì)行為以及要素分析52-53
• 5.2 粒子群算法在微觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案中的具體應(yīng)用53-57
• 5.2.1 粒子群算法在微觀(guān)自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案中的實(shí)現(xiàn)步驟53-56
• 5.2.2 粒子群算法復(fù)雜度的分析56-57
• 5.3 粒子群算法的仿真和分析57-63
• 5.3.1 粒子群算法仿真參數(shù)的設(shè)置57-59
• 5.3.2 粒子群算法仿真結(jié)果分析59-62
• 5.3.3 本論文自主節(jié)能覆蓋優(yōu)化方案與現(xiàn)有節(jié)能方案比較62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 論文總結(jié)64
• 6.2 進(jìn)一步工作展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 致謝68-69
• 作者攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄69

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