异构网络中高能效的资源虚拟化管理技术研究

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LTE无线通信网络已经在全球逐步普及,而且用户对移动性和通信量的需求越来越大。经过调研得知,无线通信业务大量的发生于室内,但建筑墙壁对无线信号的阻挡,使得室内用户的服务质量越来越难以得到保证。家庭基站的研究和发展使室内信号弱和覆盖差的问题得到了解决,可以高效满足用户的通信需求。近几年家庭基站发展迅速,由于其体积小、成本低,为运营商解决室内通信问题提供了良好的商机,并已逐渐开始占领市场。由于家庭蜂窝小区随机分布的特性,导致网络拓扑在不断随机的改变,异构蜂窝网络中干扰管理变得非常复杂。尤其是当每个基站采用静态频谱分配方案独立管理本小区的业务时,干扰管理变得更加困难。由于干扰的不断加剧,为了满足用户的服务质量需求,基站会不断增大其发射功率来满足用户的需求,这就导致更加严峻的干扰,造成恶性循环且功耗巨大。另一方面,动态频谱管理也只是非常局部的优化资源。所以我们亟需采用一种资源管理方案来解决这一问题。近几年,资源虚拟化技术被提出,它作为一种高效的资源管理方案,能够以动态全局的方法减小干扰,优化网络性能,提升网络的吞吐量和能量效率。事实上,资源虚拟化是一种更加灵活的模式,因为这使得移动网络服务提供者能够在全局范围内管理物理资源。本文提出了联合时-频-功率资源虚拟化映射和管理的方案,并将其应用于宏蜂窝/家庭蜂窝的异构蜂窝网络场景中。所提出的方案包含两个步骤。首先,通过资源映射步骤,将无线资源映射成为虚拟资源存储在云端;其次,联合所有虚拟资源在上层进行全局虚拟资源优化,通过本文所提出的算法对其进行管理分配,再由基站分配实际的物理资源给用户,在满足用户服务质量的同时优化整个网络的能量效率。由此,资源得到了高效的利用并保证了用户的速率请求。本文从节约全网能耗的角度出发,提出资源虚拟化映射与优化方案,解决当前网络能量消耗巨大的问题。仿真结果也证明了我们所提方案的高效性。
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