【摘要】：近年來,隨著移動(dòng)終端的快速發(fā)展和各種以內(nèi)容為中心的軟件應(yīng)用的出現(xiàn),移動(dòng)數(shù)據(jù)流量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。巨大的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量使當(dāng)前的無線網(wǎng)絡(luò)面臨從頻譜資源到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)的無線數(shù)據(jù),本文考慮兩種有前景的技術(shù)。一種是通過頻譜共享來增加頻譜利用率的認(rèn)知無線電技術(shù)。另一種是讓內(nèi)容靠近用戶的內(nèi)容緩存技術(shù)。對(duì)于認(rèn)知無線電技術(shù),盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)在近年來進(jìn)行了眾多相關(guān)研究,但是這些研究還不足以將該技術(shù)商用化。對(duì)于內(nèi)容緩存技術(shù),全球?qū)υ摷夹g(shù)的研究尚處于初期階段,還不成熟。為了將這兩種技術(shù)用于實(shí)際,我們還需要增加對(duì)這兩種技術(shù)的理解。鑒于此,本論文主要研究認(rèn)知無線電技術(shù)和內(nèi)容緩存技術(shù)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題,主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:1)在疊加共享(Overlay)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中,認(rèn)知用戶利用頻譜感知技術(shù)判斷某一個(gè)頻段是否被主用戶占用,然后決定是否傳輸認(rèn)知數(shù)據(jù)。我們考慮了非完美頻譜感知,并且研究頻譜感知時(shí)間和認(rèn)知發(fā)射功率對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能量效率的影響。我們提出了兩種聯(lián)合優(yōu)化頻譜感知時(shí)間和發(fā)射功率的算法來最大化認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能效,并且分析了各自的計(jì)算復(fù)雜度。最后,我們通過仿真驗(yàn)證了算法的有效性。2)在襯墊共享(Underlay)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中,只要認(rèn)知用戶能夠準(zhǔn)確地控制對(duì)主用戶的干擾,認(rèn)知用戶可以和主用戶同時(shí)使用授權(quán)頻段,從而提高頻譜利用率。為了準(zhǔn)確地控制干擾,認(rèn)知用戶發(fā)送端需要獲取到主用戶接收端之間的信道增益,也稱為交叉信道增益。我們提出了一種主動(dòng)式交叉信道增益估計(jì)算法,得到了交叉信道估計(jì)的閉合表達(dá)式。同時(shí),我們考慮了加性高斯白噪聲對(duì)估計(jì)性能的影響,并且推導(dǎo)了估計(jì)器的上界和下界。另外,我們?cè)O(shè)計(jì)了認(rèn)知用戶發(fā)射端的位置,從而優(yōu)化了認(rèn)知用戶發(fā)射端對(duì)主用戶系統(tǒng)的影響。最后,我們通過仿真驗(yàn)證了算法的有效性。3)在設(shè)備直通(Device-to-Device,D2D)協(xié)作的無線緩存網(wǎng)絡(luò)中,如果用戶的請(qǐng)求內(nèi)容已經(jīng)被提前存放到本地,那么用戶可以直接使用該內(nèi)容;如果該內(nèi)容沒有被存放到本地,而是存放到附近設(shè)備,那么用戶可以通過D2D傳輸獲得該文件;如果該內(nèi)容既沒有被存放到本地,也沒有被存放到附近設(shè)備,那么該用戶直接向基站或者服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,我們通過仿真優(yōu)化了分布式內(nèi)容存放方法,提出了啟發(fā)式D2D鏈路調(diào)度算法,和最優(yōu)D2D功率分配算法,并且分析了各種算法的計(jì)算復(fù)雜度。仿真結(jié)果說明,我們提出的算法能夠更加充分地利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)能力,降低基站或者服務(wù)器端的數(shù)據(jù)流量,提高D2D傳輸速率。4)在實(shí)際的無線網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫欠謱拥臉錉罱Y(jié)構(gòu),而且各層的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都具有存儲(chǔ)能力。在這種分層網(wǎng)絡(luò)中,理論最優(yōu)的緩存方案仍然是一個(gè)有待解決的問題。我們研究具有兩層節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò),提出新的內(nèi)容緩存方案,嚴(yán)格地分析了該緩存方案的性能極限,并且證明提出的緩存方案優(yōu)于現(xiàn)有的緩存方案。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN925

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本文編號(hào)：2454488