基于能效優(yōu)化異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)速率的飛速提升，無線通信技術(shù)也經(jīng)歷了從1G技術(shù)到4G技術(shù)，再到現(xiàn)在已經(jīng)開始著手研究的5G技術(shù)的飛躍式的發(fā)展。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)就是在通信技術(shù)飛速發(fā)展過程中產(chǎn)生的一種可以滿足用戶高速率和多業(yè)務(wù)性的網(wǎng)絡(luò)融合模式。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合了多種不同類型的基站，包括宏基站(Macrocell Base Station)、微基站(Microcell Base Station)、微微基站(Picocell Base Station)、毫微微基站(Femto

2、cell Base Station)、中繼基站(Relay Base Station)和射頻單元節(jié)點。Macro/Femtocell作為新一代的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，在用于增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋量和提高吞吐量以及保證用戶服務(wù)需求上有很大的優(yōu)勢，然而大規(guī)模的部署Femtocell會導致功率消耗顯著增加，同時網(wǎng)絡(luò)的能量效率也會明顯下降。而且如果不采取有效的節(jié)能方案，能量的消耗會隨著信息通信技術(shù)的快速發(fā)展消耗的更加龐大。除此之外，為了提高頻譜利用率，Macro/F

3、emtocell之間通常采用共享頻譜方案，這會導致Macro基站和Femtocell用戶之間的跨層干擾，從而明顯的降低異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的性能。因此，為了滿足通信技術(shù)綠色節(jié)能的發(fā)展方向，設(shè)計一個能夠保證Macro/Femtocell異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)性能并且節(jié)能的資源分配算法十分重要。
　　本文通過對能量效率模型的研究，提出了基于整個Macro/Femtocell異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能量效率模型。該能量效率模型建立在整個網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，同時考慮了實際的功率模型和

4、跨層干擾的限制，這不僅保證了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的性能，還同時滿足了移動通信節(jié)約能耗的需求。在建立的能量效率模型的基礎(chǔ)上，本文通過對多目標遺傳算法的研究，針對異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中子載波分配、功率分配等資源分配中保證異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)性能、降低網(wǎng)絡(luò)能耗、提高網(wǎng)絡(luò)能量效率等方面的問題，提出基于能效優(yōu)化的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配算法。該算法以能量效率為優(yōu)化目標，在跨層干擾和功率限制等限制條件下，進行子載波信道和功率的聯(lián)合資源分配。其中，采用多目標遺傳算法中的非支配排序遺傳算法(No