شين تشيانغ 1، يين شنغ هوا 1، 2 Wuying جي تانغ لون 1

(أهم مختبر الاتصالات المتنقلة، جامعة تشونغتشينغ للبريد والاتصالات وتشونغتشينغ 400065، الصين؛ 2. جامعة تشونغتشينغ من المشاركات والبرامج وتشونغتشينغ 400065)

القائمة النوم المحطة الأساسية التي تواجه استراتيجيات الموفرة للطاقة على كيفية ضمان جودة الخدمة من مشاكل العمل في تحسين كفاءة استخدام الطاقة في نفس الوقت، طرح استراتيجية الجزئي من النوم المحطة الأساسية في مشاهد الكثيفة والمحطات الصغيرة أيسر التعاون لتحسين كفاءة النظام. أولا، المحطة الأساسية الصغرى يدخل حالة سكون في انخفاض طلب خدمة لتوفير الطاقة؛ وثانيا، استخدام المحطة الأساسية الكلي تغطي مجموعة واسعة من الميزات، والتي يمكن لمحطات التعاونية، المحطة الأساسية الصغيرة عندما مساعدة في النوم التي يمكن التعامل مع بعض الحركة، وأخيرا، تصنيف حجم وفقا لقدرة حركة المرور، وتلعب المحطة الأساسية الكلية وخصائص المحطة الأساسية الصغيرة الخاصة، متباينة الخدمة المحددة عمليات المحطة الأساسية. وتبين نتائج المحاكاة أن هذا المخطط له مزايا أكثر من محطة قاعدة توفير الطاقة النوم التقليدية.

شبكة كثيفة جدا، الجزئي من النوم المحطة الأساسية، تأخير، والطاقة

CLC: TN914

كود الوثيقة: A

DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.170491

شكل الاقتباس الصيني: شين قوي، يين شنغ هوا، Wuying جي، وهلم جرا. المشهد محطة قاعدة التعاون المكثف نائمة كفاءة استخدام الطاقة الأمثل استراتيجية التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (10): 111-115.

الإنجليزية شكل الاقتباس: شين هايكيانج، يين شنغ هوا وو Yingji، وآخرون. الطاقة استراتيجية الكفاءة الأمثل على أساس قاعدة السكون التعاوني محطة في المشهد كثيف .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (10): 111-115.

0 مقدمة

المحطة الأساسية هي نظام الاتصالات المتنقلة المكثف الجيل القادم التكنولوجيا الرئيسية، التي يمكن أن تسبب الطلب الكبير على الطاقة من . لحل هذه المشكلة، فمن الضروري دراسة استراتيجيات مختلفة لتوفير الطاقة لخفض استهلاك الطاقة وتحسين كفاءة استخدام الطاقة شبكة .

توفير الطاقة سياسة النوم من المحطة الأساسية إلى حد كبير . وثيقة من خلال نظام الاستشعار تدفق والنوم المحطة الأساسية، وإعطاء الطاقة - أفضل المقايضة القيم تأخير الوقت، والحصول على معدل نقل الأمثل للنظام. إنقاذ محطة قاعدة متوقف، هناك العديد من استراتيجيات التحكم، على سبيل المثال، من خلال قاعدة الزناد محطة النوم العدد التراكمي للعمليات، للسيطرة على طول المحطة الأساسية والمحطة الأساسية الأخرى عن طريق التحكم في النوم . وثيقة لإيقاف المحطة الأساسية الصغيرة من خلال تحليل الوضع وصول خدمة كل محطة قاعدة، وتحسين كفاءة استخدام الطاقة في النظام عن طريق تغيير خدمة جدولة، وذلك باستخدام قناة معادلة. وثيقة تستخدم فقط من سياسة المحطة الأساسية، موارد الطيف المخصصة أيضا يتضمن سلسلة من التدابير.

تحت سيناريو مكثف، ومحطة قاعدة سياسة التعاون البحثي الكلي من المعلمات السيطرة طول باستخدام مناسبة قبالة محطة قاعدة صغيرة للحصول على أفضل الطاقة - عودة تأخير. كحد أقصى سمة هنا محطة قاعدة الكلية تتعاون مع المحطة الأساسية الصغرى للتمييز بين الأعمال. تلعب المحطة الأساسية الكلية وتغطية واسعة وميزات قوية استهدفت المحطة الأساسية الصغرى، وتحسين كفاءة استخدام الطاقة في الشبكة بالكامل. في حين أن نوع الخدمة يميز وفقا لحجم القدرات. النوم المحطة الأساسية الصغرى لخدمات المحطة الأساسية الصغرى قدرة كبيرة أو معالجة المعاملات حجم الأعمال الصغيرة مع المحطة الأساسية الماكرو.

نموذج الشبكة 1 النظام ونموذج الاستهلاك

في سيناريو واحد من الشبكة الخلوية غير متجانسة كثيفة، على افتراض خلية الكلية تضم عدد وافر من محطة قاعدة الكلي والمحطة الأساسية الصغرى. المحطة الأساسية الصغرى ومناطق التغطية المحطة الأساسية الصغرى لا تداخل، المحطة الأساسية الكلية لتوفير أساسا منطقة التغطية الكافية، والمحطة الأساسية الصغرى لتوسيع الخلية الكلي. في تجسيد الحالي، المحطة الأساسية الكلية بمثابة محطة قاعدة التعاونية. المحطة الأساسية ماكرو باستخدام محطة قاعدة الصغيرة وشركات الطيران الفرعية المختلفة للحد من التدخل، FIG. 1 يبين البنية التحتية للشبكة.

وقد فتحت المحطات الصغيرة والنوم. في وضع فتح، جميع أجزاء هي في حالة فتح، ومستخدمي الخدمة العادي؛ في وضع السكون، سوى جزء من العملية جهاز تحكم، لا يمكن توفير خدمات نقل البيانات للمستخدمين . في أوضاع مختلفة، والمحطة الأساسية الصغيرة إلى السلطة:

والهدف من هذه الورقة هو إرضاء القيد تأخير، ويتم تحقيق وظيفة الحد الأدنى من الطاقة للنظام. E يمثل نظام متوسط استهلاك الطاقة (الوحدة: J / ثانية)، D يمثل تأخير متوسط (الوحدة: ق / بت)، D0 يمثل عائقا تأخير.

2 نظام نموذجي كفاءة الطاقة

السيناريو كثيفة، وهناك خلية الماكرو في المحطة الأساسية الصغرى N، المحطة الأساسية في نفس الوقت فقط عملية تجارية، حيث في سياسة معينة السكون محطة قاعدة صغيرة. ضمن هذا النطاق المحطة الأساسية الصغرى، وينقسم حجم حجم حركة البيانات إلى قسمين، أي ضد ود الخدمات التجارية . متوسط طول مدة الخدمة وldbit lvbit (LV = KLD)، يفترض أن معدل وصول، على التوالي، والمعلمة [امدا] د v (الوحدة: تدفق / ث) عملية بواسون، وحركة المرور بشكل مستقل. 2، ومحطة قاعدة صغيرة يستريح الخطوة: الوقت الأولي المحطة الأساسية الصغرى في وضع السكون، وعندما يصل المرور د، بسبب طوله صغير، ويصطفون لتلقي العلاج من الجانب XH محطة قاعدة الماكرو. اصطف ضد حركة المرور في الجانب محطة قاعدة الجزئي.

بعد نهاية المحطة الأساسية الصغرى ليغلق يتم تحديد نافذة 1 / ت ما إذا كان سيتم تحولت المحطة الأساسية إلى حالة مفتوحة. حالة تقرير هي: إذا كان الجانب المحطة الأساسية الجزئي أثناء الخدمة أو المحطة الأساسية الصغرى في حركة المرور microcell النوم يصل الكلي جانب محطة قاعدة هناك ن د، يفتح المحطة الأساسية الصغرى؛ وإلا، أدخل الإطار التالي وثيق.

بعد نهاية نافذة إغلاق المحطة الأساسية الصغيرة، وإذا كان التحول إلى دولة مفتوحة، ينتظر المحطة الأساسية الصغرى حتى طابور المرور معالجة خدمة فارغة. فترة مغلق د توصلت إليها المحطة الأساسية الكلي يستمر لحركة المرور العملية. بعد أن تم معالجة كافة عمليات المحطة الأساسية الصغيرة، في ختام المقبل النافذة.

إذا تم إغلاق نافذة بعد نهاية المحطة الأساسية الصغرى، لا يزال لا يمكن فتح، انتقل إلى المحطات الصغيرة القادمة سيتم إغلاق النافذة. التبديل بين استهلاك الطاقة الأولية للمحطة قاعدة التبديل ES.

تنعكس الكلي محطة قاعدة توفير الطاقة ثابت في المحطة الأساسية الصغرى. 3 جزء من المعادلة (5) يتم فتح على التوالي المحطة الأساسية الصغرى في وحدة الزمن، واستهلاك الطاقة والتحول وضع السكون.

حالة النظام الانتقال المخطط هو مبين في الشكل.

وبعد العمل تطبيع أعمال التطوير، هو على غرار التأخير كنموذج ماركوف، بحيث L (ر) يمثل عدد من العملاء في النظام في الوقت t، J (ر) ر يمثل حالة الخدمة الوقت. J (ر) = 0 يشير إلى أن المحطة الأساسية الحالية هي في حالة النوم، أو أن المحطة الأساسية في حالة فتح. و{J (ر)، L (ر)} غير اثنين العملية. معادلة التوازن هي:

نظرية 3: إغلاق الأسي نافذة توزيع طول الخامس، والخامس فحينئذ > يجب أن يكون هناك قيمة معينة من هذا القبيل أن النظام ظيفة تكلفة الحد الأدنى 0 ضد (أي الحصول على أدنى استهلاك الطاقة في حالة حيث يتم تعريف التأخير). يعطي النظام المعلمة ضد الأمثل وقتا طويلا ليغلق على قيمة وظيفة نافذة في محاكاة للنموذج.

البرهان:

(A) الاشتقاق من المحطة الأساسية الصغرى استهلاك الطاقة

لذلك DE / العنف المنزلي < 0، ثم وظيفة الطاقة عندما يكون طول نافذة النوم هو حفظ وظيفة، أي أطول مدة من النافذة النوم، وتقلل من استهلاك الطاقة.

(2) مشتق من نظام تأخير

التأخير في المحطة الأساسية الصغرى، والتأخير الواضح في يو هي وظيفة من الخامس، وهي وظيفة التناقص، والتي هي في حدود:

تحليل الطريقة التي اشتقاق صيغة (11) الجزء الأول هو وظيفة تناقص ش، وهي متاحة على نحو مماثل الجزء الثاني هي وظيفة تناقص ش، فإن متوسط التأخير وظيفة تقليل من ش. يرى من وظيفة المركبة، فإن متوسط التأخير وظيفة متزايدة من وظيفة الخامس.

بواسطة الصيغة (12) يبين أن متوسط التأخر مستقلة عن المحطة الأساسية الكلي ضد وإذا افترضنا أن القيود تأخير، V0 وثيق طول نافذة الوقت، اعتمادا على ما يبدو في الرتابه في الصوت وV0 وقد اقتنعت طول في نطاق إغلاق حالة تأخير الوقت القيد (0، V0>، وبالتالي فإن القيمة المثلى من الخامس كما ت = V0 انظر حل الخوارزميات.

خوارزمية 1:

طول زيادة v تهيئة النوم طول النافذة عند V1 = V2 = 0، والقيود تأخير يعني D0، وV0 التقييم، ووضع إطار النوم، خطأ تأخير السماح = 10 10-3.

القاضي D تم تأسيس (V2) D0، إذا أنشئت، ثم مهما طال نظام مغلق لا تستطيع ان تلبي احتياجات متوسط تأخير، يتم الانتهاء من الخوارزمية، والعودة V0 = -1، وإلا انتقل إلى الخطوة .

v2 = V2 + v، يحدد D (V2) D0 يحمل. إذا كنت لا انشاء كرر الخطوات ، وإلا، انتقل إلى الخطوة .

حالة D (V2) D0D (V1)، وv2v0v1. في هذا الوقت، إذا | D0-D ((V1 + V2) / 2) | < لذلك، ثم V0 = (V1 + V2) / 2، حل طرفي العملية. إذا D0 < D ((V1 + V2) / 2)، وحصيلة العملية خطوة ، تستمر إلا لخطوة .

v1 بتحديث قيمة (V1 + V2) / 2، كرر الخطوة .

v2 بتحديث قيمة (V1 + V2) / 2، كرر الخطوة .

3 نتائج المحاكاة

هنا محاكاة نص الاستراتيجية، وتعطي أداء الرئيسي في التفاصيل. أولا، المعلمات من برنامج محاكاة يمكن تعيين. N = 21، وفقا لأدبيات وتحديد معالم النموذج قناة؛ محطة قاعدة الكلي والمحطة الأساسية الصغيرة النطاق الترددي عرض النطاق الترددي بالتعاون 10 ميغاهرتز. فهي التي تنقل السلطة، على التوالي 46/30 ديسيبل، P0 = 80 W، p = 3.6، ES = 1.5 J، والوقف = 4 ميغابت، دينار = 0.4 ميغابت. المستخدم إلى مسافة محطة قاعدة الجزئي والكلي خدمة هو 0.03 / 0.1 كم، ومتوسط المسافة من المحطة الأساسية الصغرى والتدخل 0.25 كم، ن = 5. خلال الروافد خدمة المحطة الأساسية يمكن أن تكون معروفة. بمجرد الحصول على الخدمة من المحطة الأساسية والمحطة الأساسية في كل مرة، فقط عملية تجارية. هنا محاكاة بعض المخططات: (1) على فقط: المحطة الأساسية الصغيرة هي دائما في حالة فتح. (2) DS + SWC: برنامج الورق. (3) NDS + SWC: غير متعاون وعدم التمييز بين الأعمال . (4) SCT: باستخدام التعاون التجاري المتراكم وعتبة الزناد استراتيجية المحطة الأساسية إيقاف .

الرقم 4 هو استراتيجية الخطة المقترحة، دليل المحطة الأساسية متناهية الصغر لحركة المؤشر الخامس، د وحركة عملية إلى المحطة الأساسية الماكرو. من اليسار إلى اليمين، وعند زيادة طول نافذة تدريجيا في هذه العملية، واصلنا للحد من استهلاك الطاقة. لأن طول النوم يزيد من النافذة، والتبديل الجزئي الحد من وتيرة التحول من المحطة الأساسية، والتحول فقدان سيتم تدريجيا، مما أدى في النهاية إلى الحد من استهلاك الطاقة للنظام. وفي الوقت نفسه، فإن نظام تأخير تدريجيا بسبب الزيادة في سبات طويل فترة النافذة نائمة للوصول إلى العمل والانتظار لفترة أطول. يمثل الرسم البياني 4 مختلفة من استهلاك الطاقة في نظام معدل وصول حركة المرور مختلفة - الأداء تأخير. القيود تأخير نفسها، وخفض معدل وصول حركة المرور، وسيتم تخفيض حركة المرور عمليات المحطة الأساسية، وانخفاض استهلاك الطاقة للنظام المقابلة.

يقارن الشكل 5 أداء السياسات المختلفة الموفرة للطاقة تحت نفس حركة المرور. كما يمكن أن يرى، والأداء نتائج المحاكاة متفوقة على DS + SWC NDS + SWC وبرنامج SCT. SCT ليس التعاون المحطة الأساسية، واستهلاك الطاقة هو أعلى من ذلك أخذ برنامج DS + SWC منسقة محطة قاعدية، وفي SCT النوم المحطة الأساسية أيضا يجعل من دون خدمة التعاونية المحطة الأساسية الكمون أطول من DS + SWC. DS + SWC وNDS + SWC، ومحطة قاعدة الكلي والجزئي التعاون المحطة الأساسية، والتعاون، وموارد محدودة للغاية، واجه رجال الأعمال ضد في عملية تعاونية، ورجال الأعمال سوف يستغرق الموارد محطة قاعدة الكلي طويلة، "المربى" محطة قاعدة الماكرو. ولكن جاء في وراء ذلك د الأعمال على الرغم من أن يتطلب سوى الحد الأدنى من موارد المعالجة، ولكن اضطر أيضا إلى الانتظار. والإرادة برنامج DS + SWC الخامس، عمليات د موجهة على التوالي إلى المحطة الأساسية الجزئي والكلي، ومحطة قاعدة الكلي لتجنب "انسداد"، وبالتالي تقليل متوسط التأخير للنظام.

6 يبين الشكل العمليات الخامس ود ليسوا في نفس الوقت نسبة وصول الخدمة للطاقة - الأداء تأخير، يمكن أن ينظر إليه عندما خدمتين معدل وصول مماثل (خط الصلبة في FIG 7)، DS + SWC الطاقة برنامج - مزايا الأداء تأخير أكبر. تحليل من قبل DS FIG 5 ميزة + SWC، بعد التمايز الخدمة، د العمليات ضد الأعمال لن "القبقاب" الماكرو ينتظر المحطة الأساسية لفترة طويلة جدا. لكل وحدة زمنية يصل عدد الخدمتين أكثر حداثة، كل خدمة الجبهة د ضد حركة المرور المجاور هو "مربى" كلما زاد احتمال.

يقارن الشكل 7 محطة مختلفة قاعدة الكثافة الصغرى ومعدل وصول حركة المرور ثابت في كل من محطة قاعدة صغيرة، وأداء العديد من الخيارات. يظهر 7 أن أداء كفاءة استخدام الطاقة في مخططات لهما درجات مختلفة من الانخفاض، والسبب هو أن عند زيادة كثافة الجزئي محطة قاعدة تعزيز قضية التدخل. هذا يؤدي إلى انخفاض في الأداء من محطة المعالجة الصغيرة. في نفس الوقت نظرا لزيادة عدد المستخدمين، والتعاون الموارد محطة قاعدة الكلي وأكثر حدة، وقد أدى هذان العاملان إلى تراجع في أداء نوعين من برامج كفاءة الطاقة. سوف تكون قادرة على خفض درجة من الكفاءة من حيث الأداء، برنامج DS + SWC هو بلا شك أفضل. في FIG وأشار 5 التحليل، خدمة التمايز هو منع المحطة الأساسية الكلي "المربى"، وبعد زيادة عدد المستخدمين والمحطة الأساسية، والمحطة الأساسية الكلي يمكن تخصيص التعاونية موارد معالجة أقل لكل مستخدم، بحيث برنامج كبير NDS + SWC الأعمال قدرة أسهل تعد تحتل موارد المحطة الأساسية الماكرو. وDS + SWC أقل تأثرا هذا البرنامج، يتأثر أدائها من درجة كفاءة الطاقة هي أيضا أصغر.

يبين الجدول 1 عدد تجسيد DS و NDS SWC SWC المحطة الأساسية للتعامل مع حركة المرور مختلفة ++. كما يمكن أن يرى في التمييز الخدمات، وسوف يكون هناك قدرة الموجهة للعملية التجارية الكبيرة إلى المحطة الأساسية الصغرى، ومحطة قاعدة صغيرة للعب مزايا ذات قدرة كبيرة على حل النقاط الساخنة متعددة الخدمات، خدمة ذات السعة الصغيرة معالجة التعاوني إلى المحطة الأساسية الكلية، تغطية المحطة الأساسية الكلية مجموعة واسعة، وتجهيز ميزات ضعيفة ويمكن استخدام أفضل، حتى يتم تقليل استهلاك الطاقة النظام، وكفاءة الطاقة.

4 خاتمة

تقدم هذه الورقة محطة قاعدة الكلي والجزئي التعاون المحطة الأساسية، الصغيرة المحطة الأساسية السياسة النوم نظام المعتمدة لتحسين كفاءة استخدام الطاقة في البرنامج، وكفاءة استخدام الطاقة في نظام مناقشتها في الحالة التي يكون فيها عمليات الخلط. تحدد هذه السياسة كفاءة استخدام الطاقة في نافذة النوم المعلمات السيطرة الأمثل بحيث الطاقة وتأخير للنظام للحصول على قيمة المقايضة المثلى.

مراجع

W-الأخضر 2008.1st رشة عمل دولية حول Green اللاسلكية (2008-09-08) .http: //www.cwc.oulu.fi/workshops/W-Green2008.pdf.

FETTWEIS G، ZIMMERMANN E.ICT الطاقة استهلاك الاتجاهات والتحديات .في Proc.2008 الدولية Symp.Wireless الشخصية الوسائط المتعددة COMMUN، 2008: 1-4.

HASAN Z، BOOSTANIMEHR H، K بهارجافا V، وآخرون al.Green الشبكات الخلوية: دراسة بعض القضايا البحثية والتحديات .IEEE Commun.Surveys TUTS، 2011،13 (4): 524-540.

وو جيان تشو شنغ، نيو جيشينغ، وآخرون al.Traffic على علم محطة قاعدة تحكم النوم ومطابقة السلطة لالمفاضلات الطاقة التأخير في الشبكات الخلوية الخضراء المعاملات .IEEE على الاتصالات اللاسلكية، 2013،12 (8): 4196-4209.

قوه زوينج، تشو شنغ، نيو جيشينغ، وآخرون آلية إيقاظ al.Optimal لمحطة قاعدة واحدة مع وضع السكون .Proceedings المؤتمر 201325 الدولية Teletraffic (ITC)، 2013.

تبسم H، الصديق U، E HOSSAIN، وآخرون الأداء al.Downlink من الأنظمة الخلوية مع النوم المحطة الأساسية وتكوين الجمعيات المستخدم، وجدولة المعاملات .IEEE على الاتصالات اللاسلكية، 2014،13 (10): 5752-5767.

GAN X، وانغ L، FENG X، وآخرون al.Energy سياسة التبديل فعالة لخلايا صغيرة . الصين للاتصالات، 2015،12 (1): 78-88.

حي X، Y LI، LV Y، وآخرون al.Joint تقاسم الطيف وقاعدة محطة النوم نموذج لتحسين كفاءة استخدام الطاقة في HetNet 0.2015 مؤتمر IEEE الدولي للاتصالات (ICC) .IEEE 2015: 1851-1856.

WU J، يانغ Z، زو S، وآخرون al.A حركة المرور على علم ديناميكية مخطط لتوفير الطاقة لشبكات الخلوية مع حركة المرور مغاير geneous تقنية .Communication (ICCT) 2011 IEEE 13TH الدولي للمؤتمرات on.IEEE، 2011: 357-361.

LIU B، جاو M، W زو، وآخرون al.Flow على مستوى تأخير القيد زنزانة صغيرة النوم الكلي التعاون المحطة الأساسية لتوفير الطاقة في مع HetNet مؤتمر .Vehicular التكنولوجيا (VTC الخريف) 2015 IEEE 82nd.IEEE، 2015: 1-5.