面向节能 5G 无线接入网络的动态 gNodeB 休眠控制

由于 gNodeB（gNB）部署更密集以及单 gNB 功耗更高，5G 无线接入网络（RAN）比传统 RAN 消耗更多能量。为实现节能 RAN，本文提出了一种动态开关范式，其中 gNB 的开关状态可根据关联用户的演变动态配置。我们将一组 gNB 的动态休眠控制建模为马尔可夫决策过程（MDP），并分析多种切换策略以降低能耗。MDP 中最小化能耗的最优策略可通过动态规划求得，但计算代价高昂。为规避此问题，本文提出了一种贪心策略和一种索引策略用于 gNB 休眠控制。在可关闭 gNB 数量无约束时，我们证明了贪心策略的双阈值结构并分析了其与最优策略的联系。受双阈值结构与 Whittle 索引启发，我们通过将原 MDP 解耦为多个一维 MDP 来设计索引策略——证明了被解耦 MDP 的可索引性，并提出了计算索引的算法。大量仿真结果验证了索引策略在 gNB 集群能耗方面具有接近最优的性能。另一方面，就计算复杂度而言，索引策略远比最优策略高效，后者在 gNB 数量大时计算上不可行。