异构无线网络中矢量资源的联合管理

发布时间：2018-06-16 13:19

本文选题：异构无线网络 + 接入网选择　；参考：《西安电子科技大学》2014年博士论文

【摘要】：在异构无线网络中,由于各个接入网的覆盖区域相互重叠,用户能够在接入网维度获得传输自由度。结合接入网内部的网络资源,异构无线网络中的用户可以获得功率、频谱、时间、接入网、存储和计算六个维度的矢量资源。利用异构无线网络中的矢量资源,在异构无线网络中建立用户业务、接入网、接入网内部资源三者之间的匹配,可以获得多种异构无线网络增益：多用户分集增益、多接入网分集增益、多接入网并传增益、业务分配增益。因此,本文将重点研究获得上述异构无线网络增益的异构无线网络管理架构、网络矢量资源联合管理机制和网络业务分配方案。由于接入网间的业务分配和接入网内部的资源管理具有耦合性,本文将异构无线网络矢量资源的联合管理问题分解为接入网内部资源管理问题和接入网间业务分配问题。本文首先关注接入网内部的资源管理问题,解决了干扰受限接入网络的最优功率分配问题,以及正交性接入网络矢量资源的最优联合管理问题。在接入网内部资源管理机制的基础上,本文探讨了在异构无线网络中进行联合接入网间业务分配和接入网内资源管理的方法。对于由正交性接入网构成的异构无线网络,本文首先关注了利用接入网网维度的网络资源进行单接入网选择性传输的异构无线网络矢量资源联合管理方法,还研究了通过允许用户在多个接入网并行传输,通过优化异构无线网络的矢量资源管理,以降低用户终端在上行链路传输功率的方法。此外,对于由正交性接入网和干扰受限接入网构成的异构无线网络,本文设计了最优的跨网络跨层自适应异构无线网络矢量资源联合管理方案,并给出了理论上的网络性能界。本文的主要贡献如下：1.本文研究了动态干扰受限网络内部的功率分配问题。在考虑实时信道衰落的情况下,本文的动态干扰受限网络功率分配机制能够自适应网络的动态变化。为了解决具有NP-hard复杂度的动态干扰受限网络功率分配问题,本文利用连续性凸优化方法,首先求得该问题的局部最优解,并在该局部最优解的基础上渐进地逼近全局最优解。本文分析了动态干扰受限接入网中网络计算能力、网络吞吐量、网络时延三者之间的关系。2.对于正交性接入网络,本文得到了存在频分中继场景下的最优功率和资源块分配方案,以及存在时分中继场景下的最优子帧、资源块和功率分配方案。该方案能够满足接入点瞬时功率和平均功率限制,能够自适应用户业务层的动态变化以及信道的实时衰落。尽管联合子帧、资源块和功率分配问题为混合整数非线性规划问题,通过连续性松弛和对偶分解,本文能够以较低的复杂度得到最优的子帧、资源块和功率分配方案。3.针对由正交性接入网络构成的异构无线网络,本文研究了每个用户只能够选择最优的单接入网进行传输的异构无线网络矢量资源联合管理机制。本文通过建立用户、单接入网、接入网内部网络资源三者之间的匹配来获得多接入网分集增益和多用户分集增益。由于正交性接入网络中的资源粒度限制问题以及单接入网选择限制,该异构无线网络矢量资源联合管理问题具有很高的计算复杂度。通过巧妙的线性化方法,本文设计了具有低复杂度且满足单接入网接入限制的正交性异构无线网络矢量资源联合管理方法。4.针对由正交性接入网络构成的异构无线网络,通过允许用户在多接入网中并行传输,本文设计了有效的上行链路功率优化方案,以延长用户终端的待机时间。正交性接入网络中的资源粒度限制问题使得异构无线网络中的上行链路功率优化问题具有很高的计算复杂度。为此,本文提出了基于速率-功率效率的低复杂度异构无线网络矢量资源联合管理方法,能够有效降低用户终端的上行链路传输功率。5.针对由正交性接入网络和干扰受限接入网络构成的异构无线网络,本文设计了自适应跨网络跨层设计方案。该跨网络跨层设计方案能够自适应网络业务层级的动态变化及信道层级的实时衰落。在考虑接入网平均功率和最大功率限制的前提下,能够渐进地最优求解干扰受限网络的功率分配问题,以及正交性网络的功率、子载波联合分配问题。此外,在考虑用户业务异构性的前提下,本文的跨网络跨层异构无线网络控制算法能够将用户业务合理地分配到不同的接入网中,以均衡接入网间的网络负载,实现业务与接入网的匹配。本文还在理论上给出了由正交性接入网络和干扰受限接入网络构成的异构无线网络的网络性能界,并分析了网络平均吞吐量、网络时延、网络计算能力三者之间的关系。
[Abstract]:In this paper , we study the problem of network resource management in heterogeneous wireless networks . In this paper , we study the problem of network resource management in heterogeneous wireless networks . In this paper , a method for joint management of heterogeneous wireless network vector resources with low complexity and single access network is designed .
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN915.6

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