基于多点协作通信的异构蜂窝网部署规划研究

发布时间：2017-06-05 18:24

  本文关键词：基于多点协作通信的异构蜂窝网部署规划研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动互联网和智能终端的飞速发展,无线数据业务量猛增,且呈现区域和分布不均衡的特征,加上城市环境复杂,无线接入网络面临容量压力和深度覆盖盲区的挑战。传统蜂窝移动通信系统一直采用宏基站的部署及规划方案,由于宏基站占地面积大、部署周期长、获取成本高,往往忽略了对热点区域和边缘区域的覆盖质量。因此,通过新的多层立体网络架构,在宏蜂窝网络中,形成低功率节点层,有针对性地按需部署、就近接入,即构建异构蜂窝网络(HetNet)是应对未来数据流量陡增,满足热点或小区边缘容量增长需求的主要途径。在HetNet中引入多点协作通信(即CoMP)技术,可以有效提高小区边缘用户的性能,提升小区边缘的频谱效率。本论文立足于融入CoMP技术的HetNet网络架构,围绕该架构从理论模型到部署实践的首要问题,即布局规划和优化(HIDP)问题开展研究。主要研究内容包括：首先,对HIDP问题进行数学建模,并利用线性优化求解器Gurobi对其HIDP问题进行求解,同时对数学模型进行验证,并与传统网络架构下的部署成本进行比较；其次,针对HIDP问题优化求解过程中遇到的“维度灾难”挑战,提出新型启发式算法对HIDP问题进行求解,旨在针对大规模网络部署规划优化时,能够快递获得近似最优解,提高模型优化求解效率。在仿真试验中,我们针对不同规模的网络进行部署进而验证网络模型的有效性,实验结果显示Gurobi和新型启发式算法这两种方法均能对HIDP问题进行求解。通过比较两种求解方法,可得出虽然通过Gurobi能够得到最优的部署结果,但是随着网络规模不断扩大,Gurobi求解问题的时间会成指数增长,相比之下,新型启发式算法能较快得到近似最优求解结果,对于大规模网络部署场景尤为适合。此外,仿真实验结果表明,采用CoMP技术的协作式网络部署方案,相对于传统非协作式的部署方案,无需改变网络架构,却能够有效节约部署成本,达到相同的网络覆盖质量。
【关键词】：异构蜂窝网 Gurobi 启发式算法 协作 多点协作通信
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 异构蜂窝网络概述10-14
• 1.1.1 异构蜂窝网络产生背景10-13
• 1.1.2 异构蜂窝网络的阶段演进13-14
• 1.1.3 异构蜂窝网络架构优势14
• 1.2 多点协作通信技术(CoMP)概述14-16
• 1.3 国内外研究现状16-19
• 1.3.1 异构蜂窝网络的研究现状16-18
• 1.3.2 多点协作通信技术的研究现状18-19
• 1.4 研究意义19
• 1.5 论文主要研究工作和组织19-21
• 1.5.1 论文主要研究工作和结构组织19-20
• 1.5.2 论文组织结构20-21
• 第2章 异构蜂窝网络(HetNet)模型21-26
• 2.1 异构蜂窝网络(HetNet)的概念和技术特征21-22
• 2.2 基于多点协作的HetNet架构模型22-24
• 2.3 网元多点协作模型24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 异构蜂窝网络部署规划问题建模与求解26-44
• 3.1 异构蜂窝网络部署规划(HIDP)问题描述及假设26-27
• 3.2 HIDP问题的数学建模27-31
• 3.2.1 参量设定27-28
• 3.2.2 变量设定28-29
• 3.2.3 数学模型29-31
• 3.3 基于Gurobi的HIDP问题模型求解31-43
• 3.3.1 HIDP问题的ILP文件构建31-33
• 3.3.2 基于Gurobi的HIDP协作式模型验证与求解分析33-39
• 3.3.3 基于Gurobi的HIDP非协作式模型验证与求解分析39-41
• 3.3.4 协作式与非协作式HIDP问题优化结果对比41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 HIDP问题的新型启发式算法设计44-50
• 4.1 新型启发式算法的设计思想与流程图44-46
• 4.2 运行结果46-48
• 4.3 新型启发式算法与Gurobi求解对比分析48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 结论50-51
• 参考文献51-55
• 附录 启发式算法伪代码55-58
• 攻读学位期间公开发表论文58-59
• 致谢59-60
• 作者简介60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 周渝霞;;LTE-Advanced系统中的载波聚合技术的研究综述[J];电子质量;2009年09期

2 胡图;景志宏;张秋林;;基于可拓模糊层次分析的异构网络选择算法[J];计算机应用;2011年09期

3 詹瑞;刘俊;;协作通信技术的研究进展[J];数字通信;2013年01期

4 左海浪;;实现物联网的架构与原型[J];自动化应用;2011年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 吕伟娜;异构网络中垂直切换算法研究[D];华中科技大学;2011年

2 郭静东;LTE-Advanced中CoMP技术研究[D];西安电子科技大学;2010年

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本文编号：424349