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LTE系统无线接入网的网络节能技术研究

作　者: 李祥
导　师: 张英海
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: LTE 自组织网络节能技术负载分布节能补偿小区组
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 36次
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内容摘要

近年来,为了满足无线数据业务多样化以及不断增长的数据需求,为了支持更大的带宽配置,3GPP不得不放弃了CDMA,将以OFDM为基础的OFDMA/SC-FDMA作为LTE的无线接入传输技术展开研究。LTE以其实现简单、频谱效率高、抗多径衰落等多项优势赢得了各大运营商的关注。虽然LTE技术具有如上这些优点,但是由于可预见的移动通信用户数目及需求数据量的急剧增长,亦必然会导致基站数目的增加及网络的复杂化,给运营商的网络操作、管理、维护带来很多的不便。另一方面,随着世界范围内人们对节能环保及可持续发展不断达成共识,绿色无线通信、通信系统的节能减排也日益受到运营商及各大设备厂商的关注。为了克服网络配置参数的数量更多、结构更复杂及移动通信系统的能耗日益增长等带来的挑战,3GPP在LTE中提出了网络自配置、自优化的功能,并在LTE-A中加强对自组织网络(SON)功能的研究。另外,3GPP在对SON的研究过程中提出了多个用例,特别是针对移动通信系统的能耗问题,提出了Energy Saving这一研究项目。通过对这些新技术的研究和采纳,能够实现基站自配置和自优化,从而降低布网成本和运营成本；指导无线接入网的节能配置部署,实现绿色无线通信。目前对于SON功能的研究,总结出了移动鲁棒性优化、移动负载均衡、Energy Saving等用例,针对Energy Saving功能,提出了几种典型的应用场景,对每种场景也给出了基本方案,但其中关于节能小区与补偿小区的选择算法仍有很大改善空间。现有算法一般是通过OAM系统预配置或者小区间自动配置,预配置的方法无法适应系统负载的实时变化,而小区间自动配置的方法又使得系统无法对节能过程统一管理。本文针对空间节能单层基站覆盖场景中节能补偿小区组的配置及补偿小区的选择的问题,通过对该节能技术基本理论的充分研究,提出了一种基于贪婪算法的节能补偿小区组配置算法及一种基于UE测量和吞吐量预估计的补偿小区选择算法,通过这些算法可使网络中的基站根据系统实际负载分布情况自适应地进行节能配置调整。除此之外,本文对提出的算法进行了系统级仿真,仿真结果表明,与采用固定配置的算法相比,本文算法既降低了系统的能耗,又提升了系统能量效率。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-13
  1.1 研究背景与意义  10-11
    1.1.1 课题的研究背景  10
    1.1.2 课题的研究意义  10-11
    1.1.3 课题的研究现状  11
  1.2 课题的主要工作与独创性  11-12
  1.3 章节结构组织  12-13
第二章 LTE及LTE-A系统概述  13-20
  2.1 LTE系统架构  13-15
    2.1.1 核心网EPC  14-15
    2.1.2 无线接入网E-UTRAN  15
  2.2 LTE-A介绍  15-20
第三章 SON原理及Energy Saving功能介绍  20-35
  3.1 SON主要功能  20-22
  3.2 SON结构及主要用例  22-25
  3.3 无线接入网的Energy Saving功能  25-31
    3.3.1 时域节能方案  26-27
    3.3.2 频域节能方案  27-28
    3.3.3 空间节能方案  28-31
  3.4 通信系统能量分布及能量效率模型  31-35
    3.4.1 能量分布  31-33
    3.4.2 能量效率  33-35
第四章节能小区与补偿小区选择算法  35-61
  4.1 现有研究中存在的问题  35-37
  4.2 系统模型及性能指标  37-42
    4.2.1 系统模型  37-38
    4.2.2 参数、表达方式及性能指标  38-42
  4.3 基于贪婪思想的节能补偿小区组配置算法  42-50
    4.3.1 问题建模  43-44
    4.3.2 算法描述及分析  44-47
    4.3.3 补偿小区选择算法  47-50
  4.4 系统级仿真与结果分析  50-61
第五章总结与展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表的学术论文  67

LTE系统无线接入网的网络节能技术研究

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