基于软件定义网络的5G异构蜂窝网效用优化
发布时间：2021-11-28 12:20
第四代（4G）移动通信系统在近几年发展迅速,已经在很多国家成功运行,为了满足移动终端和数据的爆炸性增长,第五代（5G）通信系统的研发以及与其相关的技术成为了通信领域的关键,软件定义网络和异构蜂窝网络已经成为了非常有前途的研究领域。本文在5G的环境下,融合软件定义网络和异构蜂窝网络,设计出基于软件定义网络的异构蜂窝网络模型,能够多维度地去优化无线通信系统,与目前多数使用较理想化的假设以及易处理方法的研究不同,本文基于平稳泊松点过程和范围扩展技术来推导出最大传输速率,基站相对负载比,用户满意度和切换代价等因素的数学表达式。另外,本文引入了效用理论将系统整体性能和各个考虑因素映射为效用函数,进而直接分析效用函数来管理通信系统。由于无线信道的衰落特性和随机性,软件定义网络控制器根据负载状态信息得到的系统整体效用函数值为随机变量,为此本论文设计了离散随机优化算法和穷尽搜索算法来将系统中的最佳状态转化为寻找最佳的偏置因子值的过程,并且对离散随机优化算法的收敛性以及复杂性均进行了充分的验证。最后,本论文对各个模块的理论推导以及算法等进行了大量的仿真验证,验证结果表明通过小区范围扩展可以很好地解决系统...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于软件定义网络的异构蜂窝网络系统模型
引言异构蜂窝网络是在传统蜂窝网络的基础上覆盖一系列的小功率基站，例如微微基站以及中继节点等。异构性是 5G 网络的一项重要特性，其可以为用高的吞吐量以及小区边缘覆盖率[3]-[6]。在异构蜂窝网中，基站的层级是由传确定的，即传输功率最大的基站隶属于第一层，由于基站部署的差异性，会有差距较大的路径衰落因子以及空间密度（每一平方千米含有的基站个为了缓解宏蜂窝网络中的瓶颈，即宏基站连接的用户负载量过大而微型基移动用户却很少（负载失衡），因为他们较小的覆盖范围通常会导致较低的级的基站预计被设计成对接入用户存在偏置值。 基于 HPPP 的异构蜂窝网络模型
图 3.3 不同基站密度和发射功率下的接入概率与偏置因子的关系首先，我们以 2 层网络（仅有宏蜂窝和微微蜂窝组成）为例，可以在图 3.3 中看到加入偏置因子后的微基站的概率随着偏置因子的增加而保持增加的趋势，这是因为当更多的宏基站用户被卸载微基站中，宏基站小区的小区负载量减少同时微基站小区的负载量增加，另外，可以在图中看到，随机接入的用户并未通过小区范围扩展就已经接入到微微基站的用户的概率是保持不变的，这与实际的情况是相当符合的。在保持宏基站参数不变的情况下，我们通过改变微基站的发射功率和密度，可以发现当微微基站的密度和发射功率不断增加时，发射功率对接入到微基站的概率的影响更大，相比而言，密度产生的影响较小。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D non-stationary wideband circular tunnel channel models for high-speed train wireless communication systems[J]. Yu LIU,Cheng-Xiang WANG,Carlos LOPEZ,Xiaohu GE. Science China（Information Sciences）. 2017(08)
[2]Neighbor-Aware Multiple Access Protocol for 5G m MTC Applications[J]. Yang Yang,Guannan Song,Wuxiong Zhang,Xiaohu Ge,Chengxiang Wang. 中国通信. 2016(S2)
[3]5G green cellular networks considering power allocation schemes[J]. Xiaohu GE,Jiaqi CHEN,Cheng-Xiang WANG,John THOMPSON,Jing ZHANG. Science China（Information Sciences）. 2016(02)
本文编号：3524417
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于软件定义网络的异构蜂窝网络系统模型
引言异构蜂窝网络是在传统蜂窝网络的基础上覆盖一系列的小功率基站，例如微微基站以及中继节点等。异构性是 5G 网络的一项重要特性，其可以为用高的吞吐量以及小区边缘覆盖率[3]-[6]。在异构蜂窝网中，基站的层级是由传确定的，即传输功率最大的基站隶属于第一层，由于基站部署的差异性，会有差距较大的路径衰落因子以及空间密度（每一平方千米含有的基站个为了缓解宏蜂窝网络中的瓶颈，即宏基站连接的用户负载量过大而微型基移动用户却很少（负载失衡），因为他们较小的覆盖范围通常会导致较低的级的基站预计被设计成对接入用户存在偏置值。 基于 HPPP 的异构蜂窝网络模型
图 3.3 不同基站密度和发射功率下的接入概率与偏置因子的关系首先，我们以 2 层网络（仅有宏蜂窝和微微蜂窝组成）为例，可以在图 3.3 中看到加入偏置因子后的微基站的概率随着偏置因子的增加而保持增加的趋势，这是因为当更多的宏基站用户被卸载微基站中，宏基站小区的小区负载量减少同时微基站小区的负载量增加，另外，可以在图中看到，随机接入的用户并未通过小区范围扩展就已经接入到微微基站的用户的概率是保持不变的，这与实际的情况是相当符合的。在保持宏基站参数不变的情况下，我们通过改变微基站的发射功率和密度，可以发现当微微基站的密度和发射功率不断增加时，发射功率对接入到微基站的概率的影响更大，相比而言，密度产生的影响较小。
【参考文献】：
期刊论文
[1]3D non-stationary wideband circular tunnel channel models for high-speed train wireless communication systems[J]. Yu LIU,Cheng-Xiang WANG,Carlos LOPEZ,Xiaohu GE. Science China（Information Sciences）. 2017(08)
[2]Neighbor-Aware Multiple Access Protocol for 5G m MTC Applications[J]. Yang Yang,Guannan Song,Wuxiong Zhang,Xiaohu Ge,Chengxiang Wang. 中国通信. 2016(S2)
[3]5G green cellular networks considering power allocation schemes[J]. Xiaohu GE,Jiaqi CHEN,Cheng-Xiang WANG,John THOMPSON,Jing ZHANG. Science China（Information Sciences）. 2016(02)
本文编号：3524417
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