论文部分内容阅读
移动通信业务的飞速增长导致网络规模不断扩张,无线通信能耗也随之迅速增长。尤其在高密度组网条件下,站点数量密集,通信频繁,通信能耗大幅度增加。从信息传输的角度看,通信能耗由传输能耗和电路能耗组成,无线通信中传输的数据包除了包含有效的负载数据,还包含大量帧头和帧尾等无效指示信息,因此为降低通信能耗应尽量减少无效信息的传输。对通信站点而言,为最小化通信能耗,站点在非工作状态下应尽量处于低功耗睡眠状态。IEEE 802.11ax系统主要针对站点数量密集、接入频繁、业务数据量大的场景,为减少信道竞争、优化资源调度,MAC层采用了AP集中式控制方式,AP对信道资源进行统一调度,但同时带来了信令开销增加等影响通信能耗的问题。因此本文研究IEEE 802.11ax系统下,基于调度的节能优化设计。本文首先概述了能效关键性能指数,对能效增益进行了定义。然后介绍了IEEE802.11ax系统中的节能关键技术,包括基于低功耗唤醒接收机的站点休眠技术,基于OFDMA的节能调度方式以及目标唤醒时间调度方式。然后对基于休眠的调度方式进行了优化设计。首先基于低功耗唤醒接收机设计了适用于IEEE 802.11ax系统的目标唤醒时间节能调度机制,通过该方式进一步降低了站点能耗。然后对低功耗唤醒接收机进行了优化设计,设计了基于Walsh码序列唤醒多用户的唤醒包,降低了唤醒包长度和误唤醒概率,并在唤醒多用户后直接发送下行打捆数据包,实现了可观的能效增益。最后基于IEEE 802.11ax的OFDMA调度方式提出了基于时间复用的节能调度方式,将频分后的资源块再时分,减少信令开销和信道竞争,并通过仿真分析验证了时间复用调度方式下的能效增益。本文所提出的基于调度的IEEE 802.11ax节能技术优化能够有效降低通信能耗,对于未来高密度网络中的节能技术研究具有重要的作用。