【摘要】：由于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長(zhǎng)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)中頻譜資源的短缺,如何提升網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和容量已經(jīng)成為了一個(gè)研究的熱點(diǎn)。在下一代蜂窩系統(tǒng)(5G)中為了進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮^(qū)域頻譜效率,提出了密集小蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過(guò)在宏基站(MBS)下部署更多的低功率小基站(SBS),可以提高頻譜資源的復(fù)用率;另一方面,在SBS進(jìn)行內(nèi)容的緩存可以進(jìn)一步提高鏈路質(zhì)量和降低用戶(hù)下載時(shí)延,從而提升網(wǎng)絡(luò)容量。但是,隨著SBS的部署密集增加必定會(huì)導(dǎo)致回程資源的短缺。通過(guò)在SBS處緩存內(nèi)容來(lái)降低回程資源的消耗,用戶(hù)可以從最近的SBS下載其所需的數(shù)據(jù);若SBS中沒(méi)有緩存用戶(hù)所需要的數(shù)據(jù),則需要接入MBS從核心網(wǎng)處下載,這將會(huì)導(dǎo)致消耗更多的回程資源。另一方面,無(wú)線接入資源同樣非常緊缺,多個(gè)小站間協(xié)作傳輸是提高接入資源利用率的有效方法。然而,緩存策略可影響當(dāng)前小站間的協(xié)作機(jī)會(huì),因此,密集小蜂窩網(wǎng)絡(luò)中緩存策略的研究是5G發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。本文對(duì)聯(lián)合多點(diǎn)協(xié)作傳輸(CoMP-JT)和干擾的分布式緩存策略、以及考慮SBS接入負(fù)載均衡的緩存策略進(jìn)行了研究,論文的主要內(nèi)容如下:首先,在密集小蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,考慮有限的接入、回程資源和SBS有限的緩存容量,針對(duì)系統(tǒng)的無(wú)線頻譜資源消耗進(jìn)行優(yōu)化,提出了一種聯(lián)合CoMP-JT和干擾的分布式緩存策略。本文所提出的緩存策略考慮了CoMP-JT對(duì)系統(tǒng)的接入、回程資源的消耗和用戶(hù)成功下載數(shù)據(jù)的影響,進(jìn)而影響系統(tǒng)的緩存策略和內(nèi)容分發(fā)效率。在保證用戶(hù)下載速率需求的前提下,將緩存問(wèn)題轉(zhuǎn)化為符合擬陣約束的次模優(yōu)化問(wèn)題,通過(guò)提出的算法來(lái)計(jì)算最優(yōu)的緩存策略。通過(guò)仿真結(jié)果分析,相比于傳統(tǒng)的未考慮CoMP(基于內(nèi)容受歡迎度)和未考慮干擾的緩存策略,提出的聯(lián)合CoMP-JT和干擾的資源最小化的小蜂窩分布式緩存算法有效地降低了系統(tǒng)的接入和回程資源消耗,并且保證了用戶(hù)的時(shí)延和下載速率需求。隨后,本文從均衡SBS的接入負(fù)載和提高系統(tǒng)的容量出發(fā),尤其是當(dāng)小區(qū)中用戶(hù)的密度增加時(shí),在基于聯(lián)合CoMP-JT和干擾的前提下,引入了SBS接入負(fù)載優(yōu)化的緩存策略�？紤]SBS接入容量受限,通過(guò)接入選擇因子來(lái)平衡SBS的接入負(fù)載并最大化系統(tǒng)的增益函數(shù),使得系統(tǒng)的容量增加、資源的消耗降低。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)資源消耗、平均下載速率、SBS的平均服務(wù)用戶(hù)數(shù)等性能的仿真分析,證明所提出的基于SBS負(fù)載優(yōu)化的聯(lián)合CoMP-JT和SBS干擾的緩存策略有效地提高了系統(tǒng)的頻譜資源利用率和系統(tǒng)的容量。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：2760838