基于WCDMA的无线接入网节能技术研究

【摘要】：目前,无线网络用户的爆炸式增长导致无线接入网的能耗也迅速增加,降低无线接入网的能耗成为运营商亟待解决的问题之一。随着高速多媒体业务对无线网络服务质量要求的提升,如何在保证网络性能的前提下实现无线接入网的节能,成为众多学者研究的热点。本论文基于目前移动通信广泛采用的WCDMA标准,展开对无线接入网节能问题的探讨。 无线接入网的能耗主要来自于基站,本文在深入调研现有基站部署策略的基础上,设计了基于业务QoS要求的关闭基站(SNB:Switch off Node B)的节能机制。该机制考虑了不同业务的QoS需求,在不阻塞会话型业务的前提下,结合功率控制、接纳控制、拥塞控制等技术,最大化基站的覆盖和容量,减少活跃基站的数目。论文还针对一定的网络拓扑和业务分布对该机制进行了仿真,仿真结果表明,开关基站的节能效率能达到25-51%,阻塞率增加至2.3%； 为了避免关闭基站节能的种种弊端，本文还提出了根据业务QoS要求的智能开关载频的节能机制———FDS (Frequency Distribution Scheme),在业务量较低时,通过关闭一部分载频而不是整个基站来实现节能,并保证突发用户的服务质量。这里还提出了自动根据业务量大小划分闲时和忙时的业务量处理模块,使FDS在各种地理区域有良好的适用性。并提出了根据业务速率分配载频的载频分配模块以及实时的业务量监督模块,实现载频等级的节能最大化。最后,论文在同样的网络拓扑和业务分布的情况下对该机制进行了仿真,仿真表明智能开关载频机制的节能效率能达到30%～80%,而阻塞率上升到6.3%,同时平均节约了43%的载频。因而,相比于关闭基站节能机制,FDS的节能效果更好,同时用户的QoS变化不大,具有更高的可行性。 【关键词】：WCDMA接入网 节能 无线网络规划 无线网络资源管理 关闭基站 载频分配
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 引言14-15
• 1.2 无线接入网节能技术的国内外研究现状15-22
• 1.2.1 无线接入网络的基本结构15-17
• 1.2.2 无线接入网络的能耗组成17-19
• 1.2.3 无线接入网络节能的主要方法19-22
• 1.3 本文的主要工作介绍22-23
• 1.4 本文的内容结构安排23-24
• 第二章 WCDMA接入网规划和资源管理概述24-37
• 2.1 WCDMA系统结构24-25
• 2.2 WCDMA系统关键机制25-28
• 2.2.1 小区呼吸和软容量25-26
• 2.2.2 干扰和功率控制26-27
• 2.2.3 软切换技术27-28
• 2.3 WCDMA中的业务特征28-30
• 2.3.1 WCDMA中的QoS模型28-29
• 2.3.2 WCDMA中业务变化29-30
• 2.4 WCDMA网络规划30-34
• 2.4.1 WCDMA网络规划的特点30-32
• 2.4.2 WCDMA网络规划流程32-34
• 2.5 WCDMA资源管理34-36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 基于开关基站的节能机制研究37-63
• 3.1 关闭基站节能的思路37-38
• 3.2 基站覆盖分析38-45
• 3.2.1 传播模型38-40
• 3.2.2 链路预算40-45
• 3.2.3 覆盖分析结果45
• 3.3 基站的极限容量分析45-52
• 3.3.1 影响系统容量的要素45-46
• 3.3.2 上行链路极限容量46-50
• 3.3.3 下行链路极限容量50-51
• 3.3.4 容量分析结果51-52
• 3.4 覆盖、容量和系统QoS的折衷52
• 3.5 蒙特卡洛仿真52-59
• 3.5.1 蒙特卡洛仿真简介52-53
• 3.5.2 接纳控制53-57
• 3.5.3 拥塞控制57-59
• 3.5.4 软切换和导频污染59
• 3.6 基于开关基站的节能机制的仿真59-62
• 3.6.1 仿真场景设置59-61
• 3.6.2 仿真结果61-62
• 3.7 本章小结62-63
• 第四章 基于智能开关载频的节能机制研究63-79
• 4.1 关闭基站节能与关闭载频节能的比较63-65
• 4.1.1 关闭基站节能的弊端63
• 4.1.2 关闭载频节能技术简介63-65
• 4.2 基于业务等级的载频分配方案65-70
• 4.2.1 业务量的处理65-68
• 4.2.2 载频分配方案68-69
• 4.2.3 载频数目调整方案69-70
• 4.3 基于开关载频的节能机制的仿真70-75
• 4.3.1 业务量和基站分布70-71
• 4.3.2 仿真结果71-75
• 4.4 SNB、Dimming与FDS的比较75-78
• 4.5 本章小结78-79
• 第五章 总结与展望79-81
• 5.1 总结79
• 5.2 展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 个人简历及攻读硕士学位期间的研究成果85

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