HetNet中的无线资源管理策略研究

【摘要】随着智能手机、平板电脑等智能终端的普及与移动互联网技术的飞速发展,无线业务数据的爆炸式增长促进了无线通信系统的升级与换代。传统的蜂窝结构网络正面临着从语音服务到数据服务、从电路交换到包交换、从同构网到高密度、异形态的方向转变,异构网(HetNet)技术逐渐成为学术界和工业界的研究热点。HetNet通过大量部署低功率基站获得了较大的小区分裂增益,极大提升了无线网络的吞吐量。然而,基站发射功率的差异造成各类型小区服务用户数目的巨大差别,导致严重的小区间负载不均衡问题。如何均衡各种不同发射功率小区之间的负载,提高无线网络的资源利用率,是HetNet步入实用化进程所面临的一个重要难题。本文以3GPP(3rdGenerationPartnershipProject)标准化会议关于HetNet的讨论为研究背景,紧密结合多流多载波技术特点,研究HetNet中的无线资源管理策略,从而实现不同类型小区间的负载控制。本文首先研究多流多载波HetNet用户归属策略,通过用户归属实现小区间负载控制。首先建立一个多小区用户归属的联合优化模型,求解该模型即可进行服务小区选择。由于原优化问题是一个非凸优化问题,直接求解十分困难,本文巧妙地将其转化为一系列相互关联的子优化问题,最后通过每个小区迭代求解子优化问题的方式提出了一种多流多载波HetNet用户归属算法MHUA。接下来研究多流多载波HetNet协作资源分配策略,通过不同小区协作资源分配进一步实现小区间负载控制。采用加权比例公平(WPF)算法对各小区内的用户执行调度,并建立一个多小区调度权重的联合优化模型,以调度权重联合优化的方式实现多小区协作资源分配。通过对这个复杂多变量优化问题进行两步分解与转换,本文从理论上证明了最优调度权重可以使用一种迭代注水策略获得,并在此基础上提出了一种多流多载波HetNet协作调度算法MHCS。最后使用工业界的仿真模型,对本文提出的MHCS算法与MHUA算法进行综合仿真与测试。两个算法均有很高的性能增益,MHUA算法对边缘用户吞吐量的提升更明显,而MHCS算法对平均吞吐量提升更多。由于分别从服务小区选择和多小区协作调度两个层面对多流多载波HetNet进行负载控制,无线资源分配粒度不同,同时使用这两个算法可以构成一种多维综合无线资源管理策略,不但有效提高平均吞吐量,而且显著提升小区边缘用户吞吐量和用户速率公平性。
【作者】储晶星；
【导师】邱玲；
【作者基本信息】中国科学技术大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】HetNet；无线资源管理策略；小区间负载控制；多流多载波技术；用户归属；协作资源分配；多维综合无线资源管理策略；

【参考文献】
[1]曹献栋,夏德麟,晏蒲柳.国民经济指标的有效因素约简预测模型[J].计算机工程,2005,17:225-227.
[2]曹云嵩.当前我国财政的经济建设职能研究[D].河北经贸大学,财政学,2014,硕士.
[3]王琛.黄河农村商业银行的利率风险管理研究[D].宁夏大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[4]刘恒新.低强度桩复合地基加固桥头软基试验研究[D].浙江大学,岩土工程,2004,硕士.
[5]郭伟严.YZ-4第四代游泳模拟打腿训练器材的研制与应用[D].山东体育学院,体育教育训练学,2012,硕士.
[6]谭涛.中美海权关系的包容性研究[D].中国海洋大学,国际政治,2014,硕士.
[7]贾京龙.缸内直喷点燃式甲醇发动机燃烧及排放仿真研究[D].吉林大学,动力机械及工程,2013,硕士.
[8]王冬颖.核三代主泵用螺栓材料综合性能研究[D].大连理工大学,动力工程（专业学位）,2013,硕士.
[9]涂杰文,刘红帅,汤爱平,郑桐.基于离心振动台的堆积型滑坡加速度响应特征[J].岩石力学与工程学报.
[10]孙羽.基于EVA的我国互联网企业价值评估研究[D].首都经济贸易大学,企业管理,2014,硕士.
[11]孙寰,张宁.浅析时装摄影的后现代主义表现[J].艺术科技,2013,11:317.
[12]赵宇.糖尿病肾病维持性血液透析患者超敏C反应蛋白与贫血相关研究[D].青海大学,内科学,2014,硕士.
[13]陈玲,赵静,薛澜.择优还是折衷?——转型期中国政策过程的一个解释框架和共识决策模型[J].管理世界,2010,08:59-72+187.
[14]刘枞.绿色医院候诊空间设计策略研究[D].北京建筑大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[15]刘欣雨.不完全接触与LZ50车轴钢微动疲劳强度关系研究[D].华东交通大学,车辆工程,2013,硕士.
[16]邓知龙.基于感知器算法的高效中文分词与词性标注系统设计与实现[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[17]张倩.电针结合五音疗法治疗中风后抑郁的临床观察[D].黑龙江中医药大学,针灸推拿学（专业学位）,2014,硕士.
[18]郭真真.随机微分方程的几类数值方法[D].华中科技大学,应用数学,2013,硕士.
[19]董怡菲.山岳型旅游区碳源碳汇测算与分析[D].西南大学,人文地理,2013,硕士.
[20]应小东.超高硬度堆敷金属强韧化的组织设计[D].天津大学,材料加工工程,2004,硕士.
[21]吉楠.CK煤业公司市场营销策略研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[22]吴剑波.基于IDC的供应链企业信息集成模式研究[D].武汉理工大学,2003.
[23]陈然.7-9岁儿童蛙泳教学策略研究[D].东北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[24]赵秋园.古典文明的殉道者[D].东北师范大学,世界史,2012,硕士.
[25]耿慧慧.石墨烯复合Co_3O_4及类石墨烯结构MoS_2超级电容性质的研究[D].哈尔滨工业大学,2012.
[26]李大恒.两系杂交中稻源库特征与栽培调控研究初报[D].湖南农业大学,种植,2003,硕士.
[27]田智慧.湖北省4所高职院校校企合作现状、问题及对策[D].华中师范大学,教育学,2014,硕士.
[28]郝伶.q-贝齐尔曲线\曲面的光滑拼接[D].南昌航空大学,计算数学,2013,硕士.
[29]陈兆鑫.纳米铁去除环境中的三氯乙烯、六价铬和砷的研究[D].中国地质大学（北京）,海洋化学,2014,硕士.
[30]侯燕.多喷嘴喷雾冷却实验研究与数值模拟[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所）,工程热物理,2014,博士.
[31]马驰,杨珊玲,胡应得.排污权交易政策实施模式比较分析——以杭州市与嘉兴市为例[J].经营与管理,2015,01:99-101.
[32]田慧慧.机器人系统重复学习轨迹跟踪控制[D].西安电子科技大学,2014.
[33]李丙辉.中韩FTA的外商直接投资预期效应研究[D].辽宁大学,世界经济,2012,硕士.
[34]周海波.基于外商直接投资因素的广州产业结构优化研究[D].广东财经大学,国际贸易学,2014,硕士.
[35]刘雁.歧化松香的制备与脱氢枞酸的提纯研究[D].广西大学,化学工艺,2004,硕士.
[36]蒋子军.开放式创新视角下企业知识吸收能力影响因素研究[D].浙江大学,2008.
[37]李光彬,侯朝霞,王少洪,王美涵,胡小丹,周银.石墨烯复合材料的研究进展[J].兵器材料科学与工程,2014,03:122-126.
[38]张景芝.基于FPGA的数字滤波器设计与实现[D].河北经贸大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[39]何宁.网络新闻标题失范问题研究[D].湖北大学,传播学,2012,硕士.
[40]李伟.陆地棉GhAQP及GhNAC家族相关基因克隆、表达及功能初步研究[D].西南大学,植物学,2013,硕士.
[41]杨丽丹.论中国电视品牌的建设与发展[D].西南政法大学,新闻学,2012,硕士.
[42]徐春丽.基于动态概率关系模型的规划识别研究及应用[D].江苏科技大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[43]曹林林.基于流形学习的分类技术[D].山东师范大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[44]黄铸.基于财务共享服务模式的D银行财务管理研究[D].厦门大学,工商管理,2014,硕士.
[45]孙一康.板型控制——板带轧机计算机控制的新课题[J].冶金自动化,1979,03:39-46.
[46]胡文峰.钴铂合金团簇的结构和电磁性质研究[D].西南大学,理论物理,2014,硕士.
[47]王滨滨.董事会领导权政治关联、代理成本与投效率[D].河南财经政法大学,会计学,2013,硕士.
[48]李文敏.基于压缩感知的驾驶员状态感知若干问题研究[D].长安大学,交通信息工程及控制,2014,硕士.
[49]黄晓琼.高职高专学生英语学习动机衰竭的调查研究[D].安徽大学,英语语言文学,2013,硕士.
[50]李书.我国货币政策规则对利率期限结构的作用机制研究[D].吉林大学,数量经济学,2013,硕士.