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文檔簡(jiǎn)介
1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,新興的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求越來越高,同時(shí)由于智能終端的大規(guī)模普及,網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備越來越多,使移動(dòng)數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)式增長。為應(yīng)對(duì)2020年移動(dòng)通信海量數(shù)據(jù)激增的需求,第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(Fifth-Generation Mobile Communication System,5G)給出系統(tǒng)容量千倍增長的目標(biāo),新型多址、超密集組網(wǎng)等技術(shù)均被視為系統(tǒng)容量增長的關(guān)鍵技術(shù)。密集組網(wǎng)技術(shù)中由于小基站的大量部署,回程鏈路容量成為約束系統(tǒng)
2、性能提升的瓶頸,無線端緩存成為研究的熱點(diǎn)。因此,設(shè)計(jì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于不同緩存方案下的無線資源分配策略具有重要的研究意義。
在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,根據(jù)不同的緩存模型,可以分為緩存整個(gè)文件的最受歡迎緩存和隨機(jī)緩存等,以及緩存部分文件的前綴緩存和基于比例的部分緩存等幾類。不同的緩存模型將會(huì)給蜂窩網(wǎng)絡(luò)的資源分配帶來不同的變化。因此,本文將在基于不同的緩存模型下,以蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的資源分配策略為研究重點(diǎn),圍繞著不同的優(yōu)化目標(biāo),展開深入的研究。
3、 針對(duì)部分緩存方案,即基站端緩存受歡迎文件前一部分,如果用戶請(qǐng)求文件緩存命中,則基站只需要通過回程鏈路從核心網(wǎng)中獲取該文件的后一部分,否則用戶需要從核心網(wǎng)獲取完整的文件。由于基站的回程鏈路容量受限和緩存的加入,用戶數(shù)據(jù)傳輸速率不僅與物理信道狀態(tài)有關(guān),還受用戶請(qǐng)求文件緩存命中與否及回程鏈路容量約束。本文在基于基站端部分緩存下,提出一種滿足回程鏈路約束下,最小化文件傳輸時(shí)延的無線資源分配方案。由于形成的優(yōu)化問題中用戶歸屬和子載波分配變量都
4、是布爾變量,使原問題非凸,難以直接求解,因此本文把原問題分解成兩個(gè)子問題進(jìn)行求解。先在固定用戶歸屬的情況下,優(yōu)化子載波分配,然后提出一種啟發(fā)式算法求解用戶歸屬問題。仿真結(jié)果表明基于該部分緩存方案,優(yōu)化無線資源分配能帶來較為明顯的傳輸時(shí)延降低。
針對(duì)聯(lián)合緩存方案,由于不同的緩存方案各有優(yōu)缺點(diǎn),單一的緩存方案只能利用其本身的優(yōu)點(diǎn),考慮一種結(jié)合最受歡迎緩存和前綴緩存的聯(lián)合緩存策略。基于該緩存模型下,本文形成了最小化視頻播放時(shí)延的資源
5、分配優(yōu)化問題。由于回程鏈路容量的約束,使得該優(yōu)化問題非凸,難以直接求解,所以把原問題通過轉(zhuǎn)化為凸問題進(jìn)行求解。由于第三類用戶的速率不受回程鏈路容量約束,把原問題轉(zhuǎn)化為最小化功耗問題,通過不斷增加第三類用戶數(shù)據(jù)速率,使最小化功耗問題趨近于基站的最大發(fā)射功率。最小化功率問題仍不是凸問題,通過松弛變量和變量代換把最小化功耗問題轉(zhuǎn)化為凸問題,然后進(jìn)行求解,根據(jù)凸問題的最優(yōu)解進(jìn)而求得原問題的解。由仿真結(jié)果可見,所提的基于聯(lián)合緩存模型優(yōu)化無線資源分
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