在第五代移動(dòng)通信（The Fifth Generation,5G）網(wǎng)絡(luò)中,在傳統(tǒng)宏小區(qū)中疊加部署小小區(qū)基站而形成的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)（Heterogeneous Cellular Network,HCN）是一種可以有效應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量快速增長(zhǎng)的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。然而,異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)在提升網(wǎng)絡(luò)容量、為用戶提供更高的傳輸速率的同時(shí),也面臨著小區(qū)間干擾加劇、不同類型用戶服務(wù)質(zhì)量（Quality of Service,QoS）難以保證等實(shí)際挑戰(zhàn)。此外,大量隨機(jī)分布的小小區(qū)給無(wú)線回程鏈路帶來(lái)的速率壓力,也是異構(gòu)蜂窩網(wǎng)研究亟待解決的重要難題。具體而言,回程鏈路傳輸對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響主要體現(xiàn)在兩方面:回程帶寬分配和回程容量限制。而這兩個(gè)因素都嚴(yán)重制約著異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化和用戶的QoS。本文將重點(diǎn)研究基于回程感知的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源分配問(wèn)題,通過(guò)合理分配頻譜和功率等網(wǎng)絡(luò)資源,實(shí)現(xiàn)不同類型網(wǎng)絡(luò)性能的最優(yōu)化。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:1.回程容量約束下的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源分配。本文的第一部分工作基于用戶QoS需求和跨層干擾的約束,研究了兩種不同回程容量約束（小小區(qū)回程容量約束和宏小區(qū)回程容量約束）下的資源塊（Resource ... 

【文章來(lái)源】：四川師范大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究?jī)?nèi)容

2回程容量約束下的資源分配研究10（2）由于兩種回程容量約束條件關(guān)于傳輸功率和資源塊分配變量都不是凸的，因此，提出的優(yōu)化問(wèn)題是非凸優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)變量代換和約束松弛，我們將此非凸約束的混合整數(shù)非線性規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問(wèn)題，并利用對(duì)偶分解方法求得功率分配和資源塊分配最優(yōu)解。（3）基于所獲得的最優(yōu)資源分配解，本章提出了不同回程容量約束下的聯(lián)合資源塊和功率分配算法來(lái)最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量，此外，還提供了數(shù)值結(jié)果來(lái)驗(yàn)證所提算法的有效性，并分析了回程容量約束對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。2.2系統(tǒng)模型圖2.1系統(tǒng)模型我們考慮一個(gè)兩層異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的下行鏈路。在異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，宏小區(qū)中疊加了多個(gè)小小區(qū)。如圖2.1所示，小小區(qū)基站通過(guò)小小區(qū)回程鏈路與宏基站建立數(shù)據(jù)傳輸，宏基站通過(guò)宏小區(qū)回程鏈路連接到核心網(wǎng)絡(luò)。Ν表示小小區(qū)基站集合。小小區(qū)n中的用戶集合記作nΜ。本文將使用n來(lái)同時(shí)表示小小區(qū)和小小區(qū)基站。采用LTE/LTE-A蜂窩技術(shù)，將頻率子載波分為資源塊，資源塊代表資源分配的最小單元。整個(gè)頻譜被劃分為一個(gè)資源塊集合K。所有小區(qū)（包括宏小區(qū)和小小區(qū)）以頻譜共享的方式共享整段頻譜，因此，小區(qū)間的干擾是不可避免的。表2.1中總結(jié)了一些變量的符號(hào)表示方式。文中假定所有涉及的信道都是塊衰落，即，在一個(gè)傳輸塊中，信道系數(shù)是固定的，可以在不同的傳輸塊之間獨(dú)立變化，互不影響。在資源塊k上，小小區(qū)n中，用戶m的信道功率增益記為kmnh,,。在資源塊k上，從宏基站到在小小區(qū)n內(nèi)用戶m，從小小區(qū)基站n到宏基站服務(wù)用戶的信道功率增益分別為kmng,,和kng,。信道衰落由大尺度衰減和小尺度衰落兩部分組成。

2回程容量約束下的資源分配研究20會(huì)引入更強(qiáng)得同層干擾，這就會(huì)嚴(yán)重抵消掉網(wǎng)絡(luò)吞吐量的增加并且減慢其增長(zhǎng)速度。因此，盡管整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量仍然保持增加，但是每個(gè)小小區(qū)的平均吞吐量則是隨著小小區(qū)的數(shù)量增加而降低的。表2.2系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)說(shuō)明地圖范圍500*500m2小小區(qū)基站放置隨機(jī)分布小小區(qū)基站的總傳輸功率30dBm總帶寬/總資源塊數(shù)量10MHz/32熱噪聲密度-174dBm/Hz路徑損耗：宏基站到用戶128.1+37.6log10(D(km))路徑損耗：小小區(qū)基站到用戶140.7+36.7log10(D(km))陰影標(biāo)準(zhǔn)偏差10dB小尺度衰落瑞利衰落圖2.2異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)模擬場(chǎng)景此外，從圖中還可以看出，通過(guò)增加每個(gè)資源塊上的干擾門限值可以提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，干擾門限值反映了實(shí)際的總傳輸功率，也反映了每個(gè)資源塊上所有用戶的總傳輸速


本文編號(hào)：3140786