發(fā)布時(shí)間：2017-03-20 18:08

  本文關(guān)鍵詞：綠色蜂窩網(wǎng)中基于煙花算法的無線資源分配技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線通信中高速率業(yè)務(wù)需求的爆炸式增長以及無線通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的急速擴(kuò)張,使得無線通信的能源消耗呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。在全球逐步進(jìn)入“4G”移動(dòng)通信商用時(shí)代的今天,該問題正變得日益嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前2/3的話音業(yè)務(wù)和90%以上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都發(fā)生在室內(nèi),但由于建筑物對無線信號(hào)的嚴(yán)重?fù)p耗,室內(nèi)用戶的服務(wù)質(zhì)量往往需要通過增大宏基站的發(fā)射功率來保證,而這進(jìn)一步地加劇了宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)的能源消耗。針對無線通信中的高能耗問題,以高能效為優(yōu)化目標(biāo)的無線資源管理方法成為解決這一問題的重要手段。本文針對宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的高能耗問題,引入基于LTE接入方式的Femtocell來構(gòu)建綠色蜂窩網(wǎng)絡(luò),并通過研究綠色蜂窩網(wǎng)中的無線資源優(yōu)化問題,實(shí)現(xiàn)綠色通信的目標(biāo)。本文以最大化系統(tǒng)能效為目標(biāo),借助博弈論,引入具有邊際遞減特性的Sigmoid函數(shù)構(gòu)造綠色蜂窩網(wǎng)絡(luò)中高能效的效用函數(shù)。通過在基站端對功率、時(shí)頻資源塊的聯(lián)合優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)下行鏈路中能效的最大化。然而由于綠色蜂窩網(wǎng)中的多維資源聯(lián)合優(yōu)化的問題是一個(gè)NP-hard問題,復(fù)雜度過高,無法在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求解,為了降低算法的時(shí)間復(fù)雜度,我們首先將約束條件松弛,然后通過數(shù)學(xué)推導(dǎo),證明松弛之后的優(yōu)化問題是一個(gè)可行域內(nèi)的擬凹函數(shù),存在著全局最優(yōu)解。對多維資源的優(yōu)化問題采用分步優(yōu)化、循環(huán)迭代的方法尋求最優(yōu)化問題的次優(yōu)解,并引入種群智能算法,來提高分步優(yōu)化的收斂速度。本文引入一種新興的種群智能算法——煙花算法來解決分步優(yōu)化問題。通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo),證明該算法是一個(gè)具有全局收斂性的算法,只要迭代時(shí)間足夠,總能跳出局部最優(yōu)的陷阱,收斂到最優(yōu)區(qū)域。通過對5種測試函數(shù)的數(shù)值分析,我們可以看出煙花算法相對于粒子群算法和遺傳算法的優(yōu)越性。最后,引用維也納大學(xué)基于FDD-LTE的系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)。針對原平臺(tái)中調(diào)度模塊算法種類匱乏的問題,在平臺(tái)中添加基于不同智能算法的多維資源聯(lián)合優(yōu)化的模塊。通過MATLAB的仿真,驗(yàn)證基于高能效的資源優(yōu)化算法的收斂性和有效性,以及相對于傳統(tǒng)分組調(diào)度算法如輪詢算法、最大載干比算法及比例公平算法的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：綠色蜂窩網(wǎng)絡(luò) 無線資源分配 種群智能算法 煙花算法
【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】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號(hào)對照表10-12
• 縮略語對照表12-16
• 第一章 緒論16-24
• 1.1 引言16-17
• 1.2 研究背景及意義17-21
• 1.2.1 綠色通信17-18
• 1.2.2 綠色蜂窩網(wǎng)絡(luò)18
• 1.2.3 無線資源分配18-21
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)安排21-24
• 第二章 相關(guān)技術(shù)概述24-38
• 2.1 LTE技術(shù)概述24-29
• 2.1.1 LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)25
• 2.1.2 LTE系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)25-29
• 2.2 綠色蜂窩網(wǎng)絡(luò)29-32
• 2.2.2 小基站接入方式30-31
• 2.2.3 Femtocells中的關(guān)鍵技術(shù)31-32
• 2.3 博弈論及相關(guān)知識(shí)32-33
• 2.3.1 博弈論的概念32
• 2.3.2 博弈論與無線資源管理32-33
• 2.4 煙花算法33-37
• 2.4.1 煙花算法的原理與實(shí)現(xiàn)33-36
• 2.4.2 煙花算法的發(fā)展與應(yīng)用36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 無線資源管理技術(shù)38-48
• 3.1 LTE系統(tǒng)中的無線資源管理38-40
• 3.1.1 RRM的主要技術(shù)38-39
• 3.1.2 LTE系統(tǒng)的調(diào)度流程39-40
• 3.2 經(jīng)典的分組調(diào)度方法40-41
• 3.2.1 最大載干比算法40
• 3.2.2 輪詢算法40-41
• 3.2.3 比例公平算法41
• 3.3 仿真與性能分析41-46
• 3.3.1 仿真平臺(tái)介紹41-43
• 3.3.2 仿真分析43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 綠色蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的多維資源聯(lián)合優(yōu)化48-72
• 4.1 多維資源聯(lián)合優(yōu)化算法48-54
• 4.1.1 效用函數(shù)的設(shè)計(jì)48-49
• 4.1.2 綠色蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源分配的系統(tǒng)模型49-50
• 4.1.3 效用函數(shù)最優(yōu)值的存在性證明50-54
• 4.2 煙花算法全局收斂性證明54-57
• 4.2.1 吸收鏈的證明54-55
• 4.2.2 全局收斂性的證明55-57
• 4.2.3 PSO、GA、FWA的全局收斂性對比57
• 4.3 煙花算法的數(shù)值分析57-62
• 4.4 資源聯(lián)合優(yōu)化分配62-67
• 4.4.1 時(shí)頻資源的分配63-66
• 4.4.2 功率分配66-67
• 4.5 仿真驗(yàn)證67-69
• 4.6 本章小結(jié)69-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 本文工作總結(jié)72
• 5.2 未來工作展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 作者簡介80-81

【相似文獻(xiàn)】

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1 馬忠建,方旭明,傲丹;虛擬蜂窩網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展[J];數(shù)據(jù)通信;2004年06期

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6 倪銳;周武e

本文編號(hào)：258218