本文關(guān)鍵詞：面向未來無線通信網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)配與干擾管理技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 自組織網(wǎng)絡(luò) 資源調(diào)配 干擾管理 負載均衡 能效優(yōu)化

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)部署逐漸異構(gòu)化和各種無線業(yè)務(wù)需求的增長,未來無線通信網(wǎng)絡(luò)需要提供更為廣泛的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),同時支持更高數(shù)據(jù)傳輸速率等業(yè)務(wù)。為了滿足未來通信系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)的部署、維護和優(yōu)化提出得更高的要求,采用網(wǎng)絡(luò)自組織(SON)技術(shù)是提升網(wǎng)絡(luò)性能的有效方案。無線通信網(wǎng)絡(luò)的負載均衡問題、能耗問題以及干擾問題引起了廣泛關(guān)注,未來無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展必須要面對資源和干擾的雙重約束。因此,研究未來無線通信網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)配與干擾管理技術(shù)具有重要意義。本文從負載均衡、能效優(yōu)化以及干擾消除三個方面著手研究未來無線通信網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)配與干擾管理方法,主要工作內(nèi)容如下：1、研究了異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中以負載均衡為目標的用戶接入問題。針對由宏小區(qū)和微小區(qū)組成的兩層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)場景,本文提出一種基于QoS感知的用戶接入方案。首先將每個基站的負載和用戶的可達速率引入到優(yōu)化問題中,設(shè)立相應(yīng)的優(yōu)化目標函數(shù),將它建模為全網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)負載效益最大化問題：其次采用分布式方法進行求解。在基站端,每個基站需要更新最佳負載和拉格朗日乘子,然后向用戶廣播信息:在用戶側(cè),每個用戶根據(jù)接收到的廣播信息得到最佳的基站編號,并與之連接。本文所提方案與基于用戶數(shù)目的用戶接入方案相比,計算復(fù)雜度低,易于實現(xiàn)。Matlab仿真結(jié)果表明,所提方案擁有更快的收斂速度,降低了呼叫阻塞率,獲得了更高的負載均衡水平。2、研究了采用OFDM技術(shù)的兩層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中以高能效為目標的用戶接入和功率分配問題。首先研究一種基于能效最大的用戶接入策略,解決用戶接入選擇問題；其次在用戶最大發(fā)射功率約束條件下,以系統(tǒng)能效優(yōu)化為目標,由于在多用戶多載波場景下,無法直接求得目標問題的最優(yōu)解,因此,研究一種聯(lián)合子載波分配和用戶發(fā)射功率分配的解決方案：首先按照基于信道質(zhì)量的子載波分配準則,對子載波資源進行分配；其次利用庫恩塔克條件(KKT)求解以系統(tǒng)能效最優(yōu)為目標的方程,獲得子載波上的功率。通過仿真研究用戶接入和子載波分配方法如何影響系統(tǒng)吞吐量和能效,從仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn),本文研究的基于能效的用戶接入方案和子載波分配方法能有效提升能效并驗證了所提方案的可行性。3、研究了自組織網(wǎng)絡(luò)中的干擾消除及其性能問題。根據(jù)自組織網(wǎng)絡(luò)的特點,以減少跨層網(wǎng)絡(luò)中宏基站對小小區(qū)中用戶的干擾為目標,研究一種在宏基站端進行干擾消除的方案。該方案中,小小區(qū)之間不需要交互大量的信息,只需將自己的跨層信道信息傳送給宏基站,宏基站利用干擾消除技術(shù)中的干擾零空間計算預(yù)編碼向量,減少對小小區(qū)的跨層干擾,實現(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)干擾管理目標。在理論分析基礎(chǔ)上,對宏小區(qū)和小小區(qū)中的用戶接收到的信干比的概率密度函數(shù)(PDF)和累積分布函數(shù)(CDF)進行了推導,進而得到系統(tǒng)中斷概率的閉合表達式。通過仿真結(jié)果不僅說明了本文研究的干擾消除方案能夠降低系統(tǒng)中斷概率且驗證了理論分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：自組織網(wǎng)絡(luò) 資源調(diào)配 干擾管理 負載均衡 能效優(yōu)化
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 縮略語與數(shù)學符號13-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程15-16
• 1.2 自組織網(wǎng)絡(luò)及其標準化進程16-19
• 1.2.1 自組織網(wǎng)絡(luò)16-18
• 1.2.2 自組織網(wǎng)絡(luò)的標準化進程18-19
• 1.3 資源調(diào)配與干擾管理技術(shù)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 論文的主要研究內(nèi)容和安排20-23
• 第二章 自組織網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配與干擾管理技術(shù)23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 自組織網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及數(shù)學理論23-27
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)23-26
• 2.2.2 數(shù)學理論26-27
• 2.3 資源調(diào)配技術(shù)27-32
• 2.3.1 物理資源及幀結(jié)構(gòu)27-30
• 2.3.2 以負載均衡為目標的資源調(diào)配技術(shù)30-31
• 2.3.3 以節(jié)能為目標的資源調(diào)配技術(shù)31-32
• 2.4 干擾管理技術(shù)32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于用戶QoS感知的接入方法35-49
• 3.1 引言35-36
• 3.2 系統(tǒng)模型36-38
• 3.2.1 信道模型36-37
• 3.2.2 用戶速率計算37-38
• 3.3 基于用戶數(shù)的用戶接入方法38-39
• 3.3.1 最大化和速率的接入方法38
• 3.3.2 最大化平均速率的接入方法38-39
• 3.4 基于用戶QoS感知的用戶接入方法39-46
• 3.4.1 算法描述39-41
• 3.4.2 算法流程41-43
• 3.4.3 仿真結(jié)果及分析43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-49
• 第四章 異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中高能效的用戶接入和功率分配方法49-59
• 4.1 引言49-50
• 4.2 系統(tǒng)模型50-51
• 4.3 用戶接入方法51-52
• 4.3.1 基于路徑損耗的用戶接入方法51-52
• 4.3.2 基于能效的用戶接入方法52
• 4.4 功率分配方法52-58
• 4.4.1 單用戶單載波場景52-53
• 4.4.2 多用戶多載波場景53-56
• 4.4.3 仿真結(jié)果及分析56-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 自組織網(wǎng)絡(luò)中干擾消除方法及其性能分析59-75
• 5.1 引言59-60
• 5.2 自組織網(wǎng)絡(luò)中干擾消除方法60-62
• 5.2.1 系統(tǒng)模型60-61
• 5.2.2 算法描述61-62
• 5.3 自組織網(wǎng)絡(luò)中的用戶性能分析62-73
• 5.3.1 SCMS的信干比的累積分布函數(shù)62-63
• 5.3.2 MMS的信干比的累積分布函數(shù)63-65
• 5.3.3 系統(tǒng)中斷概率65-66
• 5.3.4 仿真結(jié)果及分析66-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 第六章 總結(jié)75-77
• 6.1 本文工作總結(jié)75-76
• 6.2 工作展望76-77
• 參考文獻77-83
• 碩士期間的研究成果83-85
• 致謝85

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本文編號：640163