【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作自動化已成為發(fā)展趨勢,其可以使運(yùn)營商在有效管理日趨復(fù)雜的無線接入網(wǎng)絡(luò)的同時,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量及低成本運(yùn)行。在網(wǎng)絡(luò)自主優(yōu)化技術(shù)中,資源分配的自主優(yōu)化是十分重要的組成部分,如用戶接入之前的準(zhǔn)入控制和用戶接入網(wǎng)絡(luò)之后的分組調(diào)度均會直接影響用戶的業(yè)務(wù)體驗。同時,由于用戶業(yè)務(wù)的發(fā)起在空間和時問上具有多變性,業(yè)務(wù)負(fù)載在同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的分布通常是不均勻的,這將直接影響網(wǎng)絡(luò)的性能表現(xiàn),負(fù)載均衡的自主優(yōu)化可以使業(yè)務(wù)更均勻合理地分配到每個小區(qū)的既定資源上,從而提升網(wǎng)絡(luò)整體的性能。因此,研究無線網(wǎng)絡(luò)的資源分配和負(fù)載均衡的自主優(yōu)化機(jī)制具有重要的意義。 在準(zhǔn)入控制自主優(yōu)化方面,由于無線網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)已基本全面實現(xiàn)IP化,業(yè)務(wù)特征呈現(xiàn)出自相似性,傳統(tǒng)的基于隨機(jī)過程的準(zhǔn)入控制機(jī)制無法對網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)突發(fā)性即時響應(yīng),因此需要研究可適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)自相似性的準(zhǔn)入控制自主優(yōu)化技術(shù),以用來在保證用戶服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS)的前提下提升無線網(wǎng)絡(luò)的接納容量。在分組調(diào)度自主優(yōu)化方面,由于覆蓋和容量是網(wǎng)絡(luò)自主優(yōu)化的重要目標(biāo),而傳統(tǒng)的分組調(diào)度算法在設(shè)計時不能有效地調(diào)節(jié)邊緣用戶和中心用戶的公平性,無法平衡覆蓋和容量之間的優(yōu)化需求,因此需要研究可用于覆蓋-容量自主優(yōu)化的分組調(diào)度算法,實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用。在同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡自主優(yōu)化方面,傳統(tǒng)的基于工程參數(shù)調(diào)整來實現(xiàn)負(fù)載均衡的方式雖然有效且易于實現(xiàn),但會引入小區(qū)邊緣被均衡的用戶的干擾問題,因此需要研究應(yīng)用新技術(shù)來實現(xiàn)負(fù)載均衡的機(jī)制,使其達(dá)到擴(kuò)展覆蓋效果的同時,能克服這些用戶由于干擾而性能下降的問題。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡自主優(yōu)化方面,傳統(tǒng)的均衡方法通常以網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量和質(zhì)量等為驅(qū)動因素,但并未考慮用戶滿意度和網(wǎng)絡(luò)性能的匹配問題,同時隨著綠色通信的發(fā)展需求,需要研究能效驅(qū)動的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡機(jī)制,使負(fù)載均衡可以在平衡不同技術(shù)網(wǎng)絡(luò)(Radio Access Networks,RATs)的業(yè)務(wù)分布的同時,提升移動通信基站的能效及用戶的滿意度。本文的主要研究內(nèi)容如下： (1)對于無線網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制(Call Admission Control,CAC)的自主優(yōu)化,首先分析了無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的自相似特征,將其與QoS參數(shù)共同引入到服務(wù)帶寬的計算當(dāng)中,提出基于服務(wù)帶寬優(yōu)化并具有自主特性的SS-CAC (Self-organized based on network Similarity Call Admission Control)策略,用以降低網(wǎng)絡(luò)帶寬利用度及業(yè)務(wù)阻塞概率。之后對SS-CAC策略進(jìn)行實現(xiàn)仿真,與在網(wǎng)絡(luò)中采用傳統(tǒng)CAC機(jī)制相比,采用SS-CAC不僅可以保證語音業(yè)務(wù)的質(zhì)量還可降低2.69%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)平均帶寬使用率,同時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的阻塞率和掉話率也在小區(qū)高負(fù)載情況下分別下降了0.95%和2.81%。 (2)在分組調(diào)度自主優(yōu)化的研究中,首先基于增強(qiáng)邊緣用戶調(diào)度公平性的目標(biāo)提出一種通過β參數(shù)來調(diào)節(jié)覆蓋和容量目標(biāo)的比例公平(β-Coverage and Capacity Proportional Fairness,β-CCPF)分組調(diào)度算法,其可用于網(wǎng)絡(luò)覆蓋-容量優(yōu)化(Coverage and Capacity Optimization, CCO),并證明該算法的收斂性,之后基于業(yè)務(wù)量分布、功率調(diào)整及該分組調(diào)度算法提出CCO機(jī)制,并在長期演進(jìn)(Long Term Evoluation, LTE)網(wǎng)絡(luò)下的一個試驗規(guī)則場景和一個基于實際網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的非規(guī)則場景中進(jìn)行了仿真,驗證了該算法能夠在覆蓋-容量優(yōu)化機(jī)制下,實現(xiàn)更合理的資源利用率(Resource Occupation Ratio, ROR),并同α比例公平(α-Proportional Fairness, α-PF)算法相比在理論場景和實際場景下平均用戶吞吐量分別提升了19%和33%。 (3)在同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡自主優(yōu)化研究中,首先提出了基于多點協(xié)作傳輸技術(shù)(Coordinated Multiple Points transmission/reception, CoMP)的負(fù)載均衡方案,通過對多點協(xié)作技術(shù)下的信道和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的建模,定義并分析了基于CoMP的負(fù)載均衡的可用樣式。同時定義了負(fù)載均衡過程所需保證的服務(wù)質(zhì)量,即呼叫阻塞率和有效吞吐量,并推導(dǎo)了這些服務(wù)質(zhì)量的解析表達(dá)式。最后以高負(fù)載基站的高密度分布和低密度分布的兩個場景作為仿真試驗場景來驗證該算法的效果,并依據(jù)服務(wù)質(zhì)量的需求,分別分析了兩個仿真場景中所適合的CoMP負(fù)載均衡樣式,試驗結(jié)果表明在2%呼叫阻塞率的要求下,高負(fù)載基站高密度分布場景中最適用的CoMP負(fù)載均衡形式同均衡之前相比可以提升的38.2%的邊緣用戶有效吞吐量和27.8%的基站所能允許最大業(yè)務(wù)負(fù)載量。 (4)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡自主優(yōu)化研究中,首先分析LTE網(wǎng)絡(luò)和WiFi網(wǎng)絡(luò)在資源調(diào)度方面的特征,并定義移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站能效和用戶滿意度來做為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡的優(yōu)化目標(biāo),之后給出能效驅(qū)動的負(fù)載均衡算法在執(zhí)行過程中發(fā)生負(fù)載遷移的用戶所需滿足的切換條件,并根據(jù)這些切換條件設(shè)計了基于切換質(zhì)量偏置值調(diào)整的負(fù)載均衡算法。最后通過仿真實驗驗證了該負(fù)載均衡算法有效平衡了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的資源利用率,且在保證用戶滿意度的同時基站能效同負(fù)載均衡優(yōu)化前相比可提升11.14%。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN915.6
【圖文】：

5.2系統(tǒng)模型考慮一個規(guī)則的六邊形移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，每一個六邊形小區(qū)的半徑為i?，所有的基站位于小區(qū)的中心，如圖5-1所示。由于現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)（LTE)中為了實現(xiàn)較高的用戶速率，每一個小區(qū)的帶寬達(dá)到了 20MHz甚至40MHz,而網(wǎng)絡(luò)的總帶寬資源通常是比較有限的，因此本文假設(shè)一個完全的頻率復(fù)用，即中心基站和所有的鄰基站均采用相同的頻率。為了便于問題分析，單個基站和單個終端之間的模式采用SISO,系統(tǒng)模型主要分為以下三個部分：業(yè)務(wù)量模型，CoMP信道模型和QoS性能指標(biāo)。5.2.1業(yè)務(wù)量模型設(shè)小區(qū)中處于(X，7)位置的用戶在時間t具有到達(dá)速率;l(x,>V)及平均服務(wù)時間/^ = 1/7\為了便于分析，本文假設(shè)小區(qū)中所有的用戶具有相同大小的到達(dá)速率和服務(wù)速率。之后對于第S個基站在時間Z上的負(fù)載量J (Erlangs)的大小為：

圖5-2 CoMP負(fù)載均衡的基礎(chǔ)形式. 3. 2 CoMP負(fù)載均衡的并用形式和復(fù)用形式在某些情況下，基礎(chǔ)形式并不能十分適用，比如當(dāng)高負(fù)載小區(qū)的分低時，此時有足夠多的低負(fù)載小區(qū)來執(zhí)行負(fù)載均衡，因此可以采用多礎(chǔ)形式來組成并用形式，從而提升整個低負(fù)載小區(qū)e罄寐省６雜諞恍∏植濟(jì)芏冉細(xì)叩那榭觶贍懿⒚揮兇愎歡嗟牡透涸匭∏詞迪鄭虼司托枰糠值厴踔寥康馗從沒⌒問街械男骰盡Ｕ攵哉�，本研究将CoMP基礎(chǔ)模式的符號表示擴(kuò)展為o)Ncj〈Nm,NrlNc)，其中并用CoMP基站對的數(shù)量，當(dāng)= l時表示沒有使用CoMP的并用形示在一個特定CoMP集中被復(fù)用的基站數(shù)量，當(dāng)= 0時表示在一個礎(chǔ)形式中沒有任何的基站被其它協(xié)作集合復(fù)用。圖5-3表示對于CoMP基礎(chǔ)形式的并用情況，從圖中可以看到，如負(fù)載基站的周圍六個鄰基站全部是低負(fù)載基站時，其可以被3對《2，/

【參考文獻(xiàn)】

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1 張興;顏志;肖靜;蔡雯琦;王文博;;無線網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)行為——特性分析與行為建模[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報;2010年05期

2 鄭培超;賈韶軍;宋瀚濤;;OFDMA系統(tǒng)保證服務(wù)質(zhì)量的分組調(diào)度算法[J];電子與信息學(xué)報;2008年08期

3 豐雷;李文t

本文編號：2740282