本文關(guān)鍵詞：高密度網(wǎng)絡(luò)中基于分簇聚類(lèi)算法的資源分配策略研究

  更多相關(guān)文章： 高密度網(wǎng)絡(luò) 家庭基站 分簇 資源分配 休眠方案

【摘要】：日益增長(zhǎng)的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求對(duì)未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提出了越來(lái)越高的要求。然而,擴(kuò)展頻譜資源花費(fèi)巨大,物理層技術(shù)已經(jīng)接近通信鏈路的香農(nóng)極限,繼續(xù)演進(jìn)帶來(lái)的增益有限,因此,系統(tǒng)吞吐量和頻譜效率的提升主要依靠網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)。高密度網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域數(shù)據(jù)量幾何級(jí)增長(zhǎng)帶來(lái)的挑戰(zhàn),是學(xué)術(shù)界主推的用于解決未來(lái)海量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 引入家庭基站可以有效提升室內(nèi)覆蓋和室內(nèi)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量,但密集部署、重疊覆蓋、用戶插拔及位置隨機(jī)產(chǎn)生的干擾問(wèn)題也更加嚴(yán)重,需要提出針對(duì)高密度家庭基站網(wǎng)絡(luò)特性的無(wú)線資源管理方案。雖然單個(gè)家庭基站的功耗很低,密集部署會(huì)導(dǎo)致給定區(qū)域內(nèi)家庭基站的數(shù)量急劇增加,相應(yīng)的總功耗也會(huì)增加,降低高密度網(wǎng)絡(luò)的功耗也是接下來(lái)的幾年中需要解決的問(wèn)題。 本文主要研究高密度家庭基站網(wǎng)絡(luò)的資源分配和能效優(yōu)化問(wèn)題,并提出了兩階段資源分配方案和基于分簇的功耗優(yōu)化方案,顯著提升了系統(tǒng)吞吐量和頻譜效率,同時(shí)降低了高密度網(wǎng)絡(luò)的總功耗。本文的主要工作如下： 第一,通過(guò)分析高密度家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的干擾場(chǎng)景及特點(diǎn),得出部分頻率復(fù)用、準(zhǔn)空白子幀等傳統(tǒng)資源分配方案的不足,進(jìn)而引入基于分簇的資源分配方案以降低高密度網(wǎng)絡(luò)的處理復(fù)雜度。在此基礎(chǔ)上,提出了改進(jìn)的K-means分簇算法。 第二,提出了兩階段資源分配方案,通過(guò)分簇降低處理復(fù)雜度,并最大化系統(tǒng)吞吐量。資源分配方案的實(shí)現(xiàn)包括兩個(gè)階段：第一階段采用貪婪算法盡量給簇內(nèi)的每個(gè)家庭基站分配信道質(zhì)量最優(yōu)的資源塊；第二階段對(duì)未得到最佳資源塊的用戶予以補(bǔ)償。仿真結(jié)果表明所提的兩階段資源分配方案在平均信干噪比、系統(tǒng)吞吐量和頻譜效率三個(gè)方面均優(yōu)于基于分簇的啟發(fā)式最小化小區(qū)間干擾的子信道分配算法。 第三,提出了一種基于分簇的休眠方案,在分簇結(jié)果的基礎(chǔ)上,設(shè)定最小化系統(tǒng)功耗為優(yōu)化目標(biāo),使盡可能多的家庭基站處于休眠狀態(tài)。休眠方案包括每個(gè)簇頭獨(dú)立進(jìn)行本簇的休眠決策和簇頭間通過(guò)信息交互完成簇間協(xié)調(diào)兩大部分。仿真結(jié)果表明,在不同的用戶總數(shù)和接入用戶數(shù)限制條件下,所提的基于分簇的休眠方案得到的平均ACTIVE基站數(shù)總是最少的,即系統(tǒng)總功耗比兩種對(duì)照方案低,驗(yàn)證了所提方案在降低系統(tǒng)功耗方面的有效性,而且該方案在用戶數(shù)較多的場(chǎng)景下仍然能取得較大的性能增益,說(shuō)明所提方案適用于高密度網(wǎng)絡(luò)。 論文最后對(duì)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了全面總結(jié),并對(duì)未來(lái)的研究方向進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：高密度網(wǎng)絡(luò) 家庭基站 分簇 資源分配 休眠方案
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 圖表目錄11-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 高密度網(wǎng)絡(luò)特性分析14-19
• 1.2.1 家庭基站簡(jiǎn)介15
• 1.2.2 高密度網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)15-16
• 1.2.3 高密度網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)挑戰(zhàn)16-17
• 1.2.4 高密度網(wǎng)絡(luò)中的待研究問(wèn)題17-19
• 1.3 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和結(jié)構(gòu)安排19-21
• 1.3.1 論文創(chuàng)新點(diǎn)19-20
• 1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排20-21
• 第二章 高密度網(wǎng)絡(luò)資源分配及能效的研究現(xiàn)狀21-37
• 2.1 高密度網(wǎng)絡(luò)資源分配的研究現(xiàn)狀21-28
• 2.1.1 高密度網(wǎng)絡(luò)中的干擾分析21-23
• 2.1.2 傳統(tǒng)資源分配策略的局限性23-24
• 2.1.3 基于分簇的資源分配策略24-25
• 2.1.4 改進(jìn)的K-means分簇算法25-28
• 2.2 高密度網(wǎng)絡(luò)能效的研究現(xiàn)狀28-35
• 2.2.1 高密度網(wǎng)絡(luò)的能效需求28-29
• 2.2.2 高密度網(wǎng)絡(luò)的能耗組成29-32
• 2.2.3 高密度網(wǎng)絡(luò)的能效優(yōu)化32-35
• 2.3 本章小結(jié)35-37
• 第三章 高密度網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下基于分簇的兩階段資源分配方案37-51
• 3.1 基于分簇的兩階段資源分配方案37-43
• 3.1.1 方案總體描述37-38
• 3.1.2 優(yōu)化問(wèn)題分析38-40
• 3.1.3 兩階段資源分配方案40-43
• 3.2 仿真結(jié)果及分析43-49
• 3.2.1 仿真假設(shè)43-46
• 3.2.2 仿真結(jié)果分析46-49
• 3.3 本章小結(jié)49-51
• 第四章 高密度網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下基于分簇的休眠方案51-63
• 4.1 基于分簇的休眠方案51-57
• 4.1.1 方案總體描述51-52
• 4.1.2 優(yōu)化問(wèn)題分析52-53
• 4.1.3 休眠方案53-57
• 4.2 仿真結(jié)果及分析57-62
• 4.2.1 仿真假設(shè)57-59
• 4.2.2 仿真結(jié)果及分析59-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第五章 總結(jié)與展望63-65
• 5.1 全文研究工作總結(jié)63-64
• 5.2 未來(lái)研究工作展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 附錄 縮略語(yǔ)71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 周涓;熊忠陽(yáng);張玉芳;任芳;;基于最大最小距離法的多中心聚類(lèi)算法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2006年06期

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本文編號(hào)：715964