【摘要】：隨著高速率、低時延無線互聯(lián)網(wǎng)應用如高清視頻、VR/AR和自動駕駛等越來越受到關注,無線數(shù)據(jù)流量急劇增長,各種新應用需要不同的業(yè)務保障。未來無線網(wǎng)絡需要一個靈活、節(jié)能、功能強大的部署架構(gòu)。云無線接入網(wǎng)(Cloud RAN Radio Access Network,C-RAN)以其高效的無線資源管理和能源節(jié)約等優(yōu)勢受到了越來越多的關注。在C-RAN中,具有射頻模塊的遠端無線發(fā)射單元(Remote Radio Heads,RRH)負責接收/發(fā)送無線信號,云端的基帶處理單元(Baseband Units,BBU)使用先進的處理器形成虛擬基站完成傳統(tǒng)基站中的基帶功能(如編碼、調(diào)制、傅里葉變換),可以實現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度、波束賦形和干擾管理等高級功能。與此同時,在實際部署場景中,C-RAN資源分配面臨著一些挑戰(zhàn):(1)在C-RAN中,所有的用戶數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)將通過Fronthaul傳送到云端進行處理,對Fronthaul產(chǎn)生了巨大的壓力,增加了運營商建網(wǎng)成本。另外,基帶處理功能遷移到BBU后,BBU池中計算資源的處理所消耗的功率將占系統(tǒng)功耗的主要部分。因此C-RAN系統(tǒng)的資源調(diào)度要聯(lián)合考慮BBU計算資源和RRH無線資源。(2)集中式的資源管理使物理層高級技術如多點協(xié)作傳輸(Coordinated Multiple Point Transmission and Reception,CoMP)得以在C-RAN中有效利用。然而高CoMP增益需要完美的信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)。事實上,完美的CSI很難獲取,因此C-RAN系統(tǒng)要重點研究不完美CSI下的資源調(diào)度以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文針對C-RAN實際場景下的資源分配面臨的問題,以最小化系統(tǒng)功耗為優(yōu)化目標,提出相應的優(yōu)化算法,主要內(nèi)容如下:首先,本文對C-RAN系統(tǒng)的基本組成和網(wǎng)絡架構(gòu)進行分析,研究綠色C-RAN演進的關鍵技術,并針對目前C-RAN資源管理現(xiàn)狀進行了一些分析總結(jié)。然后,以最小化系統(tǒng)功耗為優(yōu)化目標,綜合考慮Fronthaul容量、RRH功率、BBU計算資源和系統(tǒng)總時延等約束條件,研究C-RAN系統(tǒng)下BBU計算資源和RRH無線資源的聯(lián)合分配問題。原問題是一個聯(lián)合問題,很難直接解決。為了降低計算復雜度,首先將原問題分解為無線資源分配子問題和計算資源分配子問題。無線資源分配子問題是一個混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題(Mixed Integer Nonlinear Programming,MINLP),可以轉(zhuǎn)化為二階錐問題求解。計算資源分配子問題則可以轉(zhuǎn)化為0-1多背包問題,采用貪心算法進行求解。仿真結(jié)果驗證所提出的的聯(lián)合資源分配算法可以有效的節(jié)約系統(tǒng)功耗。接著,針對不完美CSI狀態(tài)下C-RAN系統(tǒng)資源分配,在考慮Fronthaul容量、RRH功率等約束條件下設計一個穩(wěn)定資源分配算法以保證系統(tǒng)功耗最小。首先將原問題分解為虛擬機(VM)-用戶(UE)計算資源映射子問題和不完美CSI下無線資源分配子問題。計算資源分配子問題可以看做是二分圖加權(quán)匹配問題,使用Kuhn—Munkres算法解決。由于不完美CSI下信道的不確定性,信干噪比(Signal-to-Noise Ratio,SINR)約束的個數(shù)無法確定。為了解決此問題,采取在信道誤差范圍內(nèi)求解SINR的最小值的方法將SINR約束個數(shù)降為一個。仿真表明,不完美CSI下的魯棒性無線資源和計算資源聯(lián)合分配算法能有效降低系統(tǒng)功耗。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5
【圖文】：

邐第一章緒論邐逡逑第一章緒論逡逑１．１研究背景逡逑隨著高速率、低時延無線互聯(lián)網(wǎng)應用如４Ｋ高清視頻、ＡＲ／ＶＲ、自動駕駛等逡逑越來越受關注，無線數(shù)據(jù)流量急劇增長，各種新應用需要不同的業(yè)務保障。比如逡逑４Ｋ高清視頻在經(jīng)過超強壓縮之后仍然有幾十個ＧＢ；邋ＶＲ／ＡＲ在帶給用戶身臨其逡逑境般沉浸式體驗的同時也要保證碼率在５０Ｍｂｐｓ左右，時延控制在１０？２０ｍｓ；自逡逑動駕駛業(yè)務則要求在ｌｍｓ內(nèi)完成１ＧＢ數(shù)據(jù)的下載。思科數(shù)據(jù)報告研究表明，預逡逑計到２０２０年，數(shù)據(jù)流量總量將會是２０１６年的兩倍⑴。另外，隨著移動智能終端逡逑的普及，移動運營商必須不斷的對網(wǎng)絡擴容．不斷部署更多的站點以滿足用戶的逡逑移動帶寬要求，這將不斷增加運營商的資本性支出（Ｃａｐｉｔａｌ邋Ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ，邋ＣＡＰＥＸ）逡逑和運營支出（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ邋Ｅｘｐｅｎｓｅ，ＯＰＥＸ），圖１－１為基站的維護和運行成本７Ｆ意圖。逡逑７年的ＯＰＨＸ逡逑

移動運營商必須不斷的對網(wǎng)絡擴容．不斷部署更多的站點以滿足用戶的逡逑移動帶寬要求，這將不斷增加運營商的資本性支出（Ｃａｐｉｔａｌ邋Ｅｘｐｅｎｄｉｔｕｒｅ，邋ＣＡＰＥＸ）逡逑和運營支出（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ邋Ｅｘｐｅｎｓｅ，ＯＰＥＸ），圖１－１為基站的維護和運行成本７Ｆ意圖。逡逑７年的ＯＰＨＸ逡逑，一邋Ｉ：邋？逡逑ＣＡＰＥＸ逡逑■0．＜、■－邐４邋＿＿＿＿１＿＿｜漏逡逑１，１邋；逡逑ＳＩ．邋，邋＾８邐ＩＶ邋４０％ＴＣＯ逡逑圖１－１基站成本分析逡逑其次，ＬＴＥ和未來５Ｇ網(wǎng)絡普遍采用較高的工作頻段，基站站點需要以更加逡逑密集的范式部署，這對小區(qū)間信號的干擾協(xié)調(diào)和干擾控制要求極為嚴格。在現(xiàn)有逡逑的單一集中式硬件基站架構(gòu)下，每個基站連接固定數(shù)量的天線，具有獨立的機房逡逑設備，并且只能處理本小區(qū)的信號，大規(guī)模的流量難以通過Ｘ２接口在小區(qū)之間逡逑傳輸

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 何偉;;資源分配不公是最大的不公——再論《公平與分配不能聯(lián)姻》[J];理論前沿;2006年10期

2 鄭士貴;澳大利亞各市政府資源分配的新制度[J];管理科學文摘;1996年09期

3 曲曉飛,王眾嫭;一種新的多人資源分配理論——多目標資源分配的協(xié)商對策[J];大連理工大學學報;1989年04期

4 林宗卿;;經(jīng)濟過熱與資源分配制度[J];特區(qū)經(jīng)濟;2008年06期

5 王重鳴;趙曉東;龔自周;;資源分配決策問題研究進展與趨勢[J];審計與理財;2006年04期

6 李曉方;;國家科技資源分配決策機制的分析與建議[J];科學決策;2012年05期

7 涂擁軍;李靜;厲春生;王國恩;;基于粒子群算法的雷達網(wǎng)干擾資源分配技術研究[J];現(xiàn)代防御技術;2009年06期

8 何深思;;關于我國政治資源分配的幾個問題[J];新視野;2008年02期

9 戴強,張正旺,邱富才,郭建榮;食物因素對籠養(yǎng)褐馬雞冬季打斗行為的影響[J];生態(tài)學雜志;2002年01期

10 郭建偉;;巧妙優(yōu)化,讓本本擁有更加強壯的“芯”[J];電腦知識與技術(經(jīng)驗技巧);2019年02期

相關會議論文 前10條

1 陸昊;張國鵬;;WCDMA網(wǎng)絡Iub資源分配的策略探討[A];中國通信學會信息通信網(wǎng)絡技術委員會2009年年會論文集（上冊）[C];2009年

2 鐘羅金;林俊賢;莫雷;;資源交換價值和工資性質(zhì)對其分配公平的影響[A];心理學與創(chuàng)新能力提升——第十六屆全國心理學學術會議論文集[C];2013年

3 岳凡;翟源景;;應用馬爾可夫過程優(yōu)化項目風險管理資源分配[A];第三屆不確定系統(tǒng)年會論文集[C];2005年

4 于佳;宗鵬;;中國業(yè)務模型的建立和低軌衛(wèi)星資源分配的研究[A];第七屆衛(wèi)星通信新技術、新業(yè)務學術年會論文集[C];2011年

5 唐達;徐瑞國;郭禾;;在業(yè)務過程中基于規(guī)則的資源動態(tài)協(xié)調(diào)方法[A];2006北京地區(qū)高校研究生學術交流會——通信與信息技術會議論文集（下）[C];2006年

6 呂少熊;聞立杰;王建民;韓銳;;工作流資源分配中約束規(guī)則的建模研究[A];第26屆中國數(shù)據(jù)庫學術會議論文集（B輯）[C];2009年

7 田寧;杜暉;徐捷;;大型活動保障中FDD-LTE網(wǎng)絡調(diào)度及資源分配優(yōu)化的研究與實踐[A];中國通信學會信息通信網(wǎng)絡技術委員會2015年年會論文集[C];2015年

8 王勝明;許劍冰;邵偉;徐健;;基于分級調(diào)度的資源動態(tài)優(yōu)化分配方法[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第一分冊）[C];2009年

9 冼青華;;論我國巨災風險管理中政府的適當干預[A];全國巨災風險管控與巨災保險制度設計研討交流會論文集[C];2009年

10 韋秋香;莫秀鋒;;幼兒資源分配中“知-行”分離的影響因素研究[A];第二十一屆全國心理學學術會議摘要集[C];2018年

相關重要報紙文章 前10條

1 堂吉偉德;醫(yī)聯(lián)體重在資源分配[N];中國婦女報;2018年

2 國際關系學院副教授、中國與全球化智庫研究員 儲殷;資源分配的隱性鴻溝催生天價學區(qū)房[N];中國青年報;2017年

3 ;俄哈簽署里海資源分配協(xié)議[N];人民日報;2002年

4 竇毅;神碼總裁郭為：國家資源分配應效法VC原則[N];中國經(jīng)營報;2006年

5 中國城市經(jīng)濟文化研究會秘書長 高峰;城市綠色資源分配當均衡[N];中國建設報;2013年

6 張永生;教育公平首先是資源分配的公平[N];安徽日報;2014年

7 黎婧;資源分配與利益分配存在分歧,蘇丹再起爭端[N];中國煤炭報;2012年

8 本報記者 趙川;新能源汽車扶持資源分配有誤[N];21世紀經(jīng)濟報道;2013年

9 醫(yī)生 武潔;醫(yī)療資源分配本不宜“讓一部分先富起來”[N];企業(yè)家日報;2013年

10 記者　 牟同飛;政策資源分配應多向農(nóng)民傾斜[N];臺州日報;2006年

相關博士學位論文 前10條

1 賀穎;基于深度強化學習的無線網(wǎng)絡多維資源分配技術研究[D];大連理工大學;2018年

2 林志堅;異構(gòu)網(wǎng)D2D通信若干理論與關鍵技術研究[D];廈門大學;2017年

3 晏志鵬;異構(gòu)云無線接入網(wǎng)絡的高能效資源分配理論和方法[D];北京郵電大學;2019年

4 劉哲;無線通信網(wǎng)絡中的資源分配決策研究[D];西安電子科技大學;2017年

5 趙攀;蜂窩覆蓋下的D2D資源分配機制[D];北京郵電大學;2018年

6 李偉;可見光通信組網(wǎng)架構(gòu)與資源分配機制研究[D];北京郵電大學;2018年

7 苑婷婷;面向SDN過渡的節(jié)點遷移及優(yōu)化方法的研究[D];北京郵電大學;2018年

8 杜劍波;移動邊緣計算網(wǎng)絡中多維資源管理策略研究[D];西安電子科技大學;2018年

9 羅穎;基于能量收集的D2D通信資源分配與優(yōu)化研究[D];中國科學技術大學;2018年

10 張冠湘;基于計費的網(wǎng)絡資源分配的研究[D];華中科技大學;2005年

相關碩士學位論文 前10條

1 趙敏;基于蜂窩網(wǎng)絡的D2D通信資源分配機制研究[D];北京郵電大學;2019年

2 安寧;面向5G環(huán)境的移動場景的資源分配算法研究[D];北京郵電大學;2019年

3 勞星淇;基于DVB-RCS2系統(tǒng)的資源分配研究[D];北京郵電大學;2019年

4 郜忠明;超密集網(wǎng)絡中基于協(xié)作的自治愈算法研究[D];北京郵電大學;2019年

5 鄭曉杰;基于微云的移動云平臺負載分發(fā)與資源分配[D];中國科學技術大學;2019年

6 李滕;基于D2D合作通信的數(shù)據(jù)分流方法研究[D];哈爾濱工程大學;2019年

7 李杏;5G車聯(lián)網(wǎng)資源分配技術研究與評估[D];北京郵電大學;2019年

8 王康康;基于C-RAN架構(gòu)的資源分配和聯(lián)合預編碼研究[D];北京郵電大學;2019年

9 孫鵬;密集小小區(qū)網(wǎng)絡中面向可分割任務的卸載策略[D];北京郵電大學;2019年

10 郭健;機器類通信隨機接入和計算的分析及研究[D];北京郵電大學;2019年

本文編號：2725721