基于计算资源感知能耗模型的虚拟基站能效 - 时延权衡
网络与互联网体系结构
2016-01-19 v2
摘要
下一代 (5G) 蜂窝网络面临着效率、灵活性和可持续性的挑战，以支持移动互联网时代的数据流量。为应对这些挑战，提出了基于云的蜂窝架构，其中虚拟基站 (VBS) 发挥着关键作用。VBS 带来了进一步的节能效果，但也需要新的能耗模型以及计算资源的优化。本文研究了具有时延容忍流量的 VBS 的能效 - 时延权衡。我们提出了一种计算资源感知的能耗模型，以捕捉 VBS 的总能耗，并反映包括 CPU 核心数量和 CPU 速度在内的计算资源的动态分配。基于该模型，我们分析了考虑基站休眠和状态切换成本的 VBS 能效 - 时延权衡，以最小化功耗与平均时延的加权和。我们推导出了最优数据传输速率的显式形式，并找到了能量最优速率存在且唯一的条件。观察到同时降低平均时延和实现节能的机会。我们进一步提出了一种高效算法，联合优化数据速率和 CPU 核心数量。数值结果验证了我们的理论分析，在典型的仿真设置下，我们发现与 EARTH 模型下的传统基站相比，VBS 可实现超过 60% 的节能，这展示了 VBS 在 5G 蜂窝系统中的巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1407.2322,
title = {Energy-Delay Tradeoffs of Virtual Base Stations With a Computational-Resource-Aware Energy Consumption Model},
author = {Tao Zhao and Jian Wu and Sheng Zhou and Zhisheng Niu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.2322},
year = {2016}
}
备注
5 pages, 3 figures, accepted by ICCS'14