基于C-RAN网络架构的资源分配算法研究

发布时间：2020-03-26 04:48

【摘要】：随着用户流量的指数级增长,传统的接入网络架构已不能满足现代社会发展对速率、时延、移动性成本和频谱效率的更高要求,这触发了对新型网络架构设计的需求。云无线接入网(Cloud Radio Access Network,C-RAN)就是在这种情况下产生的。C-RAN是一种集协作式无线电,集中化处理和实时云计算为一体的绿色无线接入网络构架,不但可以改善传统的网络设备,减少机房数量,降低能耗,还具备集中式的处理能力,使得我们依据小区业务负载和用户的服务质量(Quality of Service,Qos)需求高效地利用网络中的频谱资源,能量资源和计算资源变得切实可行。在此背景下,本文从C-RAN整体架构入手,主要考虑系统的频谱资源和能量效率,研究与资源分配相关的问题,并提出相应的策略。具体如下:从频谱资源分配的角度来看,本课题是基于C-RAN网络架构中频谱资源分配方案的研究。在部分频率复用划分小区的方式下,考虑小区不同区域用户业务负载的变化,提出了一种基于图染色的动态频谱资源分配的方案。仿真结果表明,所提出的频谱资源分配方案与其他两种参考方案相比,有效地提高了网络中的频谱利用效率。从能量效率的角度来看,本课题是基于C-RAN网络架构下基带资源池的处理能效问题的研究。在C-RAN背景下,以最小化基带资源池的能耗为目的,先对远端射频头(Remote Radio Head,RRH)进行基站簇的划分,再将其与基带处理单元(Baseband Unit,BBU)调度的资源分配方案相结合,形成联合资源调度方案。仿真结果表明,所提方案能在尽可能减少工作状态的BBU的同时降低基带资源池的能量消耗。
【图文】：

架构图,架构

AN 这种新型无线接入网络架构具备集中处理，无线合作，实时云计算的能能够对整个系统的性能产生良好的增益，，并且同时能够减少运营成本，成为究热点，被认为是解决目前面临的挑战的答案。通过将 BBU 集中放置在云进行处理，并将 RRH 密集地部署在远端以实现更大范围的覆盖。在传统的基站设备会有冗余配置，且需要基站本身对资源进行分配，不仅能耗大，效基于 C-RAN 架构下的资源管理希望能进一步进行改善和优化。，本章最开始先简单地描述了传统的 RAN 架构的特点，然后详细介绍了多个方面介绍了 C-RAN 网络相对于传统网络的优点及 C-RAN 网络存在的，最后分析基于 C-RAN 架构资源管理的相关技术。统的 RAN 架构AN 架构采用垂直建站的模式，如图 2.1 所示，基站控制器和射频单元具有

网络架构

图 2.2 C-RAN 的网络架构（1）分布式无线网络由部署在远端的 RRH 和天线组成。RRH 是用户接入网络的一个，其主要作用是对用户的无线射频信号进行接收和发送。RRH 具有射频信号放大、上下换、模数和数模转换以及接口自适应等功能。由于在 RRH 端并不需要数据处理所以 RR署成本低廉，因此可以大规模密集部署 RRH 提升网络服务质量。而且由于射频模块与数理模块相分离，部署与回收 RRH 将变得十分简单。（2）集中式基带处理池,即 BBU 资源池。由高性能可编程的通用处理器组成。它是云的数据处理单元，负责汇总所有 RRH 的基带信息并集中处理，分配任务调度。这种集中方式不仅减少了机房的部署数量，降低了系统的能耗也为资源聚合和基站联合传送信息了基础。（3）光纤网络主要用于连接 RRH 和 BBU，它们两者之间的无线电信号将通过其传输传统的分布式基站的信号发送设备和处理设备之间存在一一对应的关系，即 RRH 是固
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92

【参考文献】