c-RAN系統(tǒng)中數(shù)據(jù)壓縮處理和協(xié)作認(rèn)知資源分配算法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的蜂窩接入方式制約著無線通信的發(fā)展，而采用集中化數(shù)據(jù)處理、協(xié)作式資源分配和實時云計算設(shè)備的云化無線接入網(wǎng)(Cloud-Radio Access Network，C-RAN)可以滿足未來通信多業(yè)務(wù)、高能效的要求，是下一代無線通信網(wǎng)絡(luò)的備選方案。
　　一方面，考慮大規(guī)模天線技術(shù)的應(yīng)用，C-RAN系統(tǒng)中射頻處理單元到基帶處理單元之間的鏈路負(fù)載大幅增加，導(dǎo)致鏈路過載。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，將鏈路負(fù)載降低到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)可承載的范圍，是C-RA

2、N系統(tǒng)要解決的關(guān)鍵問題之一。另一方面，C-RAN系統(tǒng)的協(xié)作資源分配的研究主要局限于授權(quán)頻譜，而采用認(rèn)知無線電(Cognitive Radio，CR)技術(shù)能更高效的利用頻譜資源。因此，論文對C-RAN系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮和多用戶協(xié)作認(rèn)知資源分配進(jìn)行研究，主要工作如下:
　　(1)在對C-RAN系統(tǒng)鏈路過載問題分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)中最小均方誤差均衡算法，論文提出一種能夠充分利用信道信息的高效數(shù)據(jù)壓縮的算法。根據(jù)信道估計與獲取方式的不同，結(jié)

3、合C-RAN的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)給出三種具體的解決方案。將數(shù)據(jù)壓縮方案應(yīng)用于LTE的上行鏈路，進(jìn)行鏈路級仿真并給出仿真結(jié)果。結(jié)果表明，論文提出的C-RAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)壓縮算法，可以在較小的性能損失的情況下，對鏈路數(shù)據(jù)實現(xiàn)有效的壓縮，滿足鏈路的速率要求。
　　(2)為實現(xiàn)更加靈活的資源分配，論文構(gòu)建一種采用認(rèn)知無線技術(shù)的多載波多用戶的協(xié)作通信系統(tǒng)。系統(tǒng)基于頻譜租用模式，次要用戶通過給主要用戶做放大轉(zhuǎn)發(fā)(Amplified-and-Forward，

4、AF)中繼，動態(tài)使用主要用戶的頻譜資源。在給出的系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上，論文研究了基于子載波配對的資源分配算法。考慮到次要用戶的公平性，論文以最大化次要用戶的“α-效用”為目標(biāo)，在滿足主要用戶的目標(biāo)速率和功率限制、次要用戶的功率限制的條件下，優(yōu)化分配功率、中繼、子載波對三種系統(tǒng)資源。針對規(guī)劃的優(yōu)化問題，采用拉格朗日對偶算法和梯度迭代法進(jìn)行求解，并進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明，與恒功率策略、固定載波配對策略相比，提出的算法既可以兼顧次要系統(tǒng)用戶的公平性