HetNet中的無線資源管理策略研究.pdf

1、隨著智能手機(jī)、平板電腦等智能終端的普及與移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，無線業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的爆炸式增長促進(jìn)了無線通信系統(tǒng)的升級與換代。傳統(tǒng)的蜂窩結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)正面臨著從語音服務(wù)到數(shù)據(jù)服務(wù)、從電路交換到包交換、從同構(gòu)網(wǎng)到高密度、異形態(tài)的方向轉(zhuǎn)變，異構(gòu)網(wǎng)(HetNet)技術(shù)逐漸成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究熱點。HetNet通過大量部署低功率基站獲得了較大的小區(qū)分裂增益，極大提升了無線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。然而，基站發(fā)射功率的差異造成各類型小區(qū)服務(wù)用戶數(shù)目的巨大差別，導(dǎo)致

2、嚴(yán)重的小區(qū)間負(fù)載不均衡問題。如何均衡各種不同發(fā)射功率小區(qū)之間的負(fù)載，提高無線網(wǎng)絡(luò)的資源利用率，是HetNet步入實用化進(jìn)程所面臨的一個重要難題。本文以3GPP(3rd Generation Partnership Project)標(biāo)準(zhǔn)化會議關(guān)于HetNet的討論為研究背景，緊密結(jié)合多流多載波技術(shù)特點，研究HetNet中的無線資源管理策略，從而實現(xiàn)不同類型小區(qū)間的負(fù)載控制。
　　本文首先研究多流多載波HetNet用戶歸屬策略，通過用

3、戶歸屬實現(xiàn)小區(qū)間負(fù)載控制。首先建立一個多小區(qū)用戶歸屬的聯(lián)合優(yōu)化模型，求解該模型即可進(jìn)行服務(wù)小區(qū)選擇。由于原優(yōu)化問題是一個非凸優(yōu)化問題，直接求解十分困難，本文巧妙地將其轉(zhuǎn)化為一系列相互關(guān)聯(lián)的子優(yōu)化問題，最后通過每個小區(qū)迭代求解子優(yōu)化問題的方式提出了一種多流多載波HetNet用戶歸屬算法MHUA。
　　接下來研究多流多載波HetNet協(xié)作資源分配策略，通過不同小區(qū)協(xié)作資源分配進(jìn)一步實現(xiàn)小區(qū)間負(fù)載控制。采用加權(quán)比例公平(WPF)算法對各

4、小區(qū)內(nèi)的用戶執(zhí)行調(diào)度，并建立一個多小區(qū)調(diào)度權(quán)重的聯(lián)合優(yōu)化模型，以調(diào)度權(quán)重聯(lián)合優(yōu)化的方式實現(xiàn)多小區(qū)協(xié)作資源分配。通過對這個復(fù)雜多變量優(yōu)化問題進(jìn)行兩步分解與轉(zhuǎn)換，本文從理論上證明了最優(yōu)調(diào)度權(quán)重可以使用一種迭代注水策略獲得，并在此基礎(chǔ)上提出了一種多流多載波HetNet協(xié)作調(diào)度算法MHCS。
　　最后使用工業(yè)界的仿真模型，對本文提出的MHCS算法與MHUA算法進(jìn)行綜合仿真與測試。兩個算法均有很高的性能增益，MHUA算法對邊緣用戶吞吐量的提