面向物聯網業務綠色接入的異構蜂窩網絡優化

劉婭汐，皇甫偉

北京科技大學計算機與通信工程學院，北京 100083

近年隨著信息技術的飛速發展，賽博空間（Cyberspace）使能的新業務不斷涌現.[1]作為聯系物理空間和賽博空間的橋梁，物聯網（Internet of things）[2]是諸多賽博使能（Cyber-enabled）業務的重要底層支撐平臺. 在物聯網數據的諸多接入和傳輸方式中，蜂窩網絡（Cellular network）是最關鍵的技術之一，尤其在廣域覆蓋方面具有不可替代的價值[3]. 物聯網終端可以基于多種方式接入蜂窩網絡，如NBIoT（Narrow band internet of things）[4]和第五代移動通信技術（The fifth generation, 5G）[5].考慮到物聯網設備數量龐大且廣泛分布于所部署區域，基于異構蜂窩架構的移動通信網絡可以通過宏基站和小基站的協同實現對部署區域更為廣泛的覆蓋，從而更好地支持物聯網業務. 在目前和未來的移動通信網絡發展中，物聯網業務均受到了廣泛的關注[6]. 值得注意的是，由于無線通信是通信網絡耗能的主要方面，綠色通信（Green communication）也得到了學界的日益重視，在網絡規劃中滿足廣域物聯網業務覆蓋率要求的條件下最小化基站下行功率是一類重要且具有挑戰性的難題[7].

物聯網業務通常需要滿足通信帶寬和數據延時等要求，這些需求在網絡性能分析模型中均可歸結為若干射頻信號層面的指標，其中最基礎的是參考信號接收功率（Reference signal receiving power, RSRP）[8]和信號與干擾加噪聲比（Signal to interference plus noise ratio, SINR）[9]. 若某個地理位置的信號達到門限要求則稱該位置滿足覆蓋條件. 對網絡運營商而言，在蜂窩網絡的服務區域中，需保證服務范圍內滿足覆蓋條件的面……