基于綠色小站的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度算法研究.pdf

1、近年來，移動通信技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、消費電子發(fā)展迅速，移動終端數(shù)量呈指數(shù)增長，移動無線網(wǎng)的通話質(zhì)量、數(shù)據(jù)傳輸延遲、蜂窩覆蓋范圍等問題隨之顯得更加突出。除此以外還有耗費在維持通信上的巨大能耗導(dǎo)致的碳排放問題，因此設(shè)計一個良好的資源調(diào)度策略成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重點。作為新一代高速移動通信技術(shù)，LTE-A標(biāo)準(zhǔn)更加迅捷、效率，在該標(biāo)準(zhǔn)下的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配研究更具實際意義。為研究LTE-A標(biāo)準(zhǔn)下的資源分配問題，本文考慮以下三個情景：虛擬運營商提供軟件

2、服務(wù)并尋求無線服務(wù)商的硬件支持，無線服務(wù)商為增強覆蓋租用Femto基站；基站與便攜式綠色小站組成的異構(gòu)中繼網(wǎng)絡(luò)，以直傳或是中繼協(xié)作傳輸方式服務(wù)移動用戶；在情景2的基礎(chǔ)上基站需要進(jìn)行流量控制、小站需要進(jìn)行能源管理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究Femto基站、無線服務(wù)商和虛擬運營商三方在通信市場中的博弈問題。根據(jù)決策階段將三者劃分為不同角色：主導(dǎo)者和跟隨者。基于此用四層斯塔克伯格模型描述該問題，通過逆向推導(dǎo)法解決了該模型中的Fem

3、to基站群競爭問題、頻譜資源調(diào)度問題、頻譜資源定價問題和吞吐量購買問題。本文設(shè)計了一種Femto基站激勵規(guī)則，該規(guī)則影響Femto基站之間的競爭并導(dǎo)致納什均衡。最后給出的理論推導(dǎo)和實驗仿真驗證了該理論。⑵研究綠色便攜小站作為中繼情形下的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配。本文首先描述了網(wǎng)絡(luò)模型、中繼節(jié)點電池模型和資源塊分配模型，該優(yōu)化目標(biāo)是一個混合整數(shù)規(guī)劃問題。首先將問題中的二進(jìn)制變量連續(xù)化獲得凸優(yōu)化問題，再使用拉格朗日對偶分解降低原問題復(fù)雜度。最后迭代

4、拉格朗日乘子取得收斂值。該問題主要解決了子幀分配、資源塊分配、能耗分配三個問題。另外，本文還提出了一種次優(yōu)的在線算法，避免離線算法的因果悖論。實驗仿真給出了兩種算法的性能比較。⑶擴展應(yīng)用場景，探討流量控制、資源調(diào)度和能量管理問題。本文利用隊列描述數(shù)據(jù)傳輸和電池電量變動過程，通過保證隊列瞬時和時均穩(wěn)定保持系統(tǒng)穩(wěn)定。使用李雅普諾夫優(yōu)化方法將問題分解為三個不耦合的子問題方便計算。子問題分別解決流量控制問題、子幀與資源塊分配問題和能源管理問題。