无线蜂窝网络中基于遗传算法的能效策略研究

摘要

全球网络通信技术的加速发展，让人们的工作生活愈发便捷。然而，信息通信行业带来能源耗损挑战，也日渐严峻。网络规模的扩大化，网络业务的多样化，用户数量的急剧膨胀，都加剧了通信网络的能源消耗，也无形的加重了人们的经济负担。因而找到有效的节能措施，减缓全球环境压力，构建绿色通信网络，成为ICT行业的重要任务。
　　本文针对目前有效的网络节能方法，主要对无线蜂窝网络中的基站休眠和多点协作分簇算法做研究。在不损失或微小损失用户服务质量的条件下，尽最大可能的地提高网络系统的能量效率。文章首先介绍了无线蜂窝网络能效研究的背景与意义，同时概述了目前国内外在能效研究方面所提出的最新的技术手段，详细阐述了基站休眠、多点协作通信以及遗传算法等方面的相关技术。随后，提出了基于遗传算法的基站休眠与多点协作分簇策略，此种策略合理的利用遗传算法对集合划分的操作与其群体搜索的优势，以快速获得能效最优的基站休眠、分簇集合。通过仿真结果分析，本文提出的基站休眠、协作分簇方案相比较于基本的基站多点协作动态休眠分簇算法获得超过30%的节能比的提升。
　　与此同时，在能有效减小系统能耗的基站休眠与多点协作算法的基础上，探究了QoS条件约束下的基站休眠与协作分簇方法。当用户速率达不到QoS约束条件时，修正遗传算法的目标函数，增加约束条件，保证在系统用户速率达到其约束条件时，选择休眠、协作分簇中能量效率损失最小的分簇集合。通过分析仿真结果，得出此方案可以在较低用户速率时保障无线蜂窝网络正常运行，在满足用户QoS服务速率的需求下降低系统能耗，提升系统节能比。

目录

声明

1. 绪论

1.1.研究背景与意义

1.2.国内外研究现状

1.3.本文研究内容

1.4.论文结构安排

2. 无线蜂窝网络相关能效技术的研究

2.1.基站休眠技术

2.2.多点协作传输技术

2.3.分簇算法

2.4.遗传算法

2.5.网络能效评价标准

2.6.本章小结

3. 无线蜂窝网中基于遗传算法的基站休眠与协作策略研究

3.1.引言

3.2.系统模型

3.3.基于能效的基站休眠与协作分簇算法

3.4.仿真结果与分析

3.5.本章小结

4. 基于QoS约束下的基站休眠动态协作分簇算法

4.1.引言

4.2.算法描述及其流程

4.3. 仿真结果与分析

4.4.本章小结

5. 总结与展望

5.1.论文总结

5.2.工作展望

致谢

参考文献

附 录 攻读硕士学位期间的学术成果

附录 英文缩写对照表