异构蜂窝网络中的低能耗内容分发策略研究

1、异构蜂窝网络中的低能耗内容分发策略研究1网络体网系络构体建系与构融建合合市目录异构蜂窝网络中的能耗问题基于干扰整形的节能策略总结和展望21. 异构蜂窝网络中的能耗问题31.1 超密集异构无线网络 超密集异构无线网络 传统异构无线网络(HeNet)的演进 大规模异构节点致密化(macro/micro/pico/small cell BSs) 可以提供数据速率 灵活、无缝的用户接入覆盖，频率复用 复杂干扰4密集化，作为一种能有效吞吐量的策略，势在必行在未来的10年，无线网络1000X 数据流量增长1.2 能效 Energy Efficiency SBS密集部署缩短节点间传输距离； 降低发送功率，能

2、效提高。5主要问题： 复杂干扰的存在抑制密集部署带来的吞吐量增益； 随SBSs密度的增加，网络能效呈现出先增后减趋势； 发送功耗降低，网络能耗主要来源于运行能耗； 需要网络规模和运行能耗的解耦机制； 干扰影响网络吞吐量、能效，需要能耗友好的干扰管理机制。2. 基于干扰整形的节能策略研究62.1 突发干扰干扰产生7突发干扰 相比宏蜂窝，small cells 服务较少的用户，流量负载在较小的时间尺度上波动剧烈，引起网络吞吐量的快速变动。 BE弹性流(Best Effor astic Traffic)的短时突发传输，空间、时间上的随机性无线频谱资源受限，同道部署 带来了干扰在密集异构网络中，干扰呈

3、现出新的特性Best efforastic traffic突发流量来源于：web browsingsol networkingfile sharingother dapplications突发流量是除流量entric流之外的主要没有时延等严格QoS要求 因此称之为BE traffic82.2 突发干扰SINR“” 是每用户和特定业务相关的最小QoS要求；SINR是用户体验质量（链路可靠性）的基本指标，e.g.:Bit error rate Q(SINR)1/2 Blog(1+SINR)Data rateSINROutage9突发干扰使得SINR动态变化，频繁导致SINRSINR为了补偿突发干扰

4、带来的SINR波动，服务频繁提高数据发送功率，带来额外的功耗需要有效的突发干扰管理措施基于不同时间尺度的干扰抑制策略2.2 基于SINR的功率控制：终端反馈的SINR，如果低于目标值，则增加发送功率，以维SINR.持11er Control Combined withAdmisExact-SINR-TrackingerControlSingleSINRMultiSINRSDynamicSINRerference Avoidance Orienteder Control2.2 基于SINR的功率控制：功率更新函数：存在突发干扰的情况下，SINR波动剧烈，为了维持SINR,频繁提高传输功率，导致能

5、耗的增加。122.2 干扰整形在时域上进行突发干扰平滑，从而降低干扰的突发性干扰平滑通过调整BE弹性流传输功率/速率实现整形因子、表示干扰整形尺度，通过合理选择，可以在保证BE用户体验质量的同时，平滑SINR的波动，在不增加发送功率的情况下，使得SINR维持在SINR之上，进一步减少了额外的能量消耗。132.3 基于干扰整形的节能策略14用户体验质量（QoE）干扰整形通过调整BE弹性流传输功率/速率实现Logarithmic law:Where Psychophysics Meets QoE15应用QoE驱动的优化-在相同感知质量的前提下消耗更少的资源QoE评价模型通过客观算法近用户感知质量Q

6、oE作为最终接受者，用户的体验最能代表业务质量Weber-Fechner law感知差别 物理刺激的改变： = 适用范围ViHearingTastingSmellingTouchingNumerical cognitionTime perception无线网络业务QoE感知：网络参数可以建模成物理刺激16QoE of BE elastic trafficWeb browsing:复杂的应用场景一系列页面；多种页面元素Mainframe/terminal mService procedure:建模用户网页浏览Waiting time, 页面间请求加载时间Servicing time172. Se

7、rvicing phase1. Waiting phaseQoE of BE elastic trafficwaiting time and servicing time ：指数分布突发干扰概率：该概率可以用来分析web traffic带来的突发干扰对其他同信道用户SINR的影响18QoE of BE elastic traffic对web browsing , 用户比较关心页面加载时间：其中，两参数取决于web站点类型，web内容，以及用户环境和期望D表示骨干网时延以及web服务器响应时间192.4 小结在保证用户业务质量的情况下尽量减少能耗性能分析20网络体系构建与融合市3. 总结和展望21针对超密集异构无线网络中的突发干扰问题提出了一种基于干扰整形的节能策