基于能效優(yōu)化的無線網(wǎng)絡(luò)流量卸載資源管理策略研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近幾年移動設(shè)備和移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的發(fā)展迅速，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生了巨大的流量。流量暴增帶給運(yùn)營商巨大的挑戰(zhàn)，運(yùn)營商需要提出一種高效并且低成本的方法解決蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源緊缺的壓力。流量卸載技術(shù)是為解決當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量逐年快速增加的問題而產(chǎn)生的新技術(shù)，它利用互補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將蜂窩網(wǎng)絡(luò)的部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他網(wǎng)絡(luò)，從而起到減小蜂窩網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、提升用戶體驗(yàn)以及降低資費(fèi)等效果。此外，第三代合作伙伴項(xiàng)目(the Third Generation Partnership

2、 Project，3GPP)提出了一種雙連接（Dual-Connectivity）技術(shù)，該技術(shù)能夠使移動用戶通過兩個不同的接口同時連接到宏蜂窩基站與其他共存網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。即每個移動用戶(Mobile User，MU)在連接蜂窩基站(macro Base Station，mBS)的同時，可以同時連接其他網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)(Access Point，AP)。該技術(shù)有效的幫助用戶MU根據(jù)自身的流量需求和功率需求進(jìn)行有效的調(diào)度。本文結(jié)合數(shù)據(jù)分流技術(shù)和雙連

3、接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于雙連接的數(shù)據(jù)分流方案，對數(shù)據(jù)分流網(wǎng)絡(luò)中的資源最優(yōu)化配置。本文的主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下:
　　l，在單蜂窩模型的場景，設(shè)計(jì)了一種面向用戶功率消耗代價最小化的最優(yōu)資源配置方案。該方案通過對用戶的流量進(jìn)行調(diào)度的同時對功率進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，通過聯(lián)合調(diào)度的方法優(yōu)化系統(tǒng)效益。在本章中，通過對建模問題的特點(diǎn)和特性進(jìn)行分析，先對問題進(jìn)行等價轉(zhuǎn)化并且將問題分成兩個問題去進(jìn)行解決。提出了基于二分法搜索的優(yōu)化算法解決底層問題，然后基于底

4、層問題的求解，再次提出了基于枚舉法的線性搜索優(yōu)化算法解決上層問題。本章的數(shù)值仿真結(jié)果可以證實(shí)我們提出的優(yōu)化算法的精確性以及高效性。
　　2，在多蜂窩的場景中，設(shè)計(jì)了一種基于雙連接的用戶功耗最小化的最優(yōu)資源配置方案。將問題分為兩步進(jìn)行逐一解決。首先，考慮在單個蜂窩的模型下最小化用戶的功率消耗和。然后基于單個蜂窩的結(jié)論設(shè)計(jì)有效的算法進(jìn)行求解。首先根據(jù)該模型的問題特性進(jìn)行等價轉(zhuǎn)換并證明其是一個嚴(yán)格的凸優(yōu)化問題，然后基于凸優(yōu)化理論設(shè)計(jì)了二

5、分法對轉(zhuǎn)化后的問題進(jìn)行求解。在單蜂窩的求解結(jié)論上，設(shè)計(jì)了基于模擬退火思想的多用戶接入選擇算法求解得到全局最優(yōu)解，從而解決了多用戶選擇接入、聯(lián)合用戶流量調(diào)度和功率分配問題。然后通過數(shù)值仿真結(jié)果證實(shí)提出的優(yōu)化算法的精確性以及高效性。
　　3，使用MATLAB軟件完成了基于雙連接的數(shù)據(jù)分流用戶圖形界面(Graphical User Interface，GUI)平臺開發(fā)，將第二章第三章的算法與GUI界面整合在一起，將數(shù)據(jù)可視化在界面中。使