5G網(wǎng)絡中基于用戶需求的頻譜分配研究.pdf

1、無線技術的發(fā)展和各種通信服務的出現(xiàn)，推動了5G網(wǎng)絡的快速發(fā)展。未來海量用戶設備入網(wǎng)引發(fā)的無線數(shù)據(jù)業(yè)務量高速增長，將進一步加劇頻譜資源供需不平衡的矛盾。因此，如何優(yōu)化頻譜利用，最大限度地實現(xiàn)頻譜資源的按需分配是5G網(wǎng)絡急需解決的重點問題。同時，海量用戶多樣的需求中蘊含著大量有價值的信息，充分利用這些信息能夠為提出有效的頻譜分配方案帶來重要的契機。為此，本文重點研究5G網(wǎng)絡中基于用戶需求的頻譜分配問題。
　　首先，對5G網(wǎng)絡和頻譜分配

2、的相關理論進行綜述。在分析5G網(wǎng)絡發(fā)展背景及相關技術的基礎上，本文介紹一種融合多種關鍵技術的5G網(wǎng)絡架構。同時，闡述了頻譜分配的算法模型分類以及技術原則和性能指標。
　　其次，采用集中式接入網(wǎng)絡架構(Centralized-Radio Access Network，C-RAN)研究基于用戶負載的頻譜分配策略。本文采用負載均衡的思想設計有效的網(wǎng)絡成簇方法。根據(jù)網(wǎng)絡中用戶負載的分布情況，使遠端射頻單元協(xié)調成簇，從而均衡地利用基帶池管理

3、的網(wǎng)絡資源，并且通過證明給出網(wǎng)絡成簇模型下資源的消耗下限。在網(wǎng)絡成簇模型下，本文提出基于改進遺傳算法的頻譜分配方案，利用用戶負載信息進行頻譜分配，在控制發(fā)射功率的前提下最大化系統(tǒng)效益。仿真實驗表明本方案能夠有效地提高系統(tǒng)效益，同時減少發(fā)射總功率，進而實現(xiàn)網(wǎng)絡性能與資源效率的平衡。
　　最后，介紹基于用戶信息的虛擬化頻譜分配方法。首先，本研究利用典型相關性分析方法，提取用戶設備所需要傳輸數(shù)據(jù)間的相關性關系。然后，通過基于相似度的聚類