LTE-A异构网中的终端节能切换机制研究.doc

中国科技论文在线   LTE-A 异构网中的终端节能切换机制研究 朱佳慧，楼培德** （北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：本文研究 LTE-A 异构网络场景下的切换机制对终端能耗的影响。首先通过建立终端 上行和下行的能耗模型，得出上行和下行不同的节能方向和准则。在分析异构部署场景模型 的基础上，根据上下行的能耗特性，提出一种基于能耗最小的上下行分离切换判决机制。然 后将该切换判决机制分别与 SINR 最大切换判决机制、路径损耗最小切换判决机制进行能耗 分析与比较，从理论上证明该切换机制可以降低终端能耗。最后通过仿真表明，根据基站间 发射功率差异的不同，该切换判决机制与 SINR 最大切换判决机制相比的节能效率最高可达 35%，最低为 10%。 关键词：LTE-A；异构网；能耗模型；切换机制 中图分类号：TN929.53 Energy Saving for wireless terminals through handover strategy in LTE-A Zhu Jiahui, Lou Peide (Information and Communication Engineering School, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: This paper presents an energy efficient handover strategy between LTE-A heterogeneous networks. The proposed handover strategy is based on energy module of uplink and downlink, and separately selects radio access network with low energy consumption for uplink and downlink. The simulation results show that a savings of 10-35% is achieved in the total energy consumption of the wireless terminals. Keywords: LTE-Advanced; Heterogeneous Networks; Energy Module; Handover Strategy 0 引言 随着移动通信技术向着 4G 发展，LTE 及其平滑演进版本 LTE-A 正在得到工业界和学 术界越来越多的关注[1]。由于 LTE 使用近年来学术界累积的研究成果进行了大规模技术革 新，因此 LTE-A 的发展主要集中在无线资源管理和网络优化方面。LTE-A 中提出的新技术 包括：载波聚合、多天线增强、协同多点传输、异构网络部署、智能中继、自组织网络等[2]。 LTE-A 异构网络是指宏基站（eNodeB）与家庭基站（femto）、微微基站（pico）、中 继（relay）等一系列低功率基站混合部署的网络，在覆盖范围上有一定的重叠区域[3]。低功 率基站的引入可以提高网络容量，容纳更多用户，然而却使得网络结构变得更加复杂，并在 自组织管理、回程网络设计、移动性管理和干扰协调等方面，都面临着重大的技术挑战[4]。 有效地解决这些技术问题，对于保障网络稳定、提高网络性能具有重要的意义。 目前，针对 LTE-A 异构网络的研究主要集中在移动性管理方面。[5][6]针对低功率基站 覆盖范围受限的情况，研究小区选择策略和切换机制，扩展低功率小区覆盖范围，实现负载 均衡，提高网络吞吐量。还有部分研究根据用户移动速度、小区驻留概率等条件动态调节切 换判决参数，从而达到提高切换成功率、降低切换次数、抑制乒乓效应等目的[7][8]。然而这 些研究都没有考虑到切换决策对终端能耗的影响。尽管[9]提出了一种基于上下行接口分离 作者简介：朱佳慧，（1987-），女，硕士研究生，主要研究方向：移动多媒体信息终端技术和移动信息化 产业政策。 通信联系人：楼培德，（1962-），男，教授，硕士生导师，主要研究方向：移动多媒体信息终端技术和移 动信息化产业政策，移动通信新能源。 E-mail: peterlou@263.net -1- 中国科技论文在线   的小区选择机制来降低上行发射功率，但是没有考虑小区选择机制对终端下行能耗的影响。 网络的发展使得用户可以获得速率更高、质量更好的服务，同时也导致了终端能耗的上 升。因此降低终端能耗成为了一个亟待解决的问题，引起了广泛