基于缓存与无人机的无线蜂窝网络收发设计

发布时间：2020-07-05 08:12

【摘要】：目前,无线小蜂窝通信网络技术由于具有传输速度快,覆盖面广等优点而得到广泛的应用,但是该技术也有一定的缺点。当接入蜂窝网络的用户数量增多的时候,基站与用户之间的通信会有干扰,从而影响传输性能。而且,无线小蜂窝网络中,基站的覆盖范围是有限的,因此,处于蜂窝边缘的用户的通信质量无法得到有效的保证。另外,在灾难地区,电力供应无法得到有效的保证,与此同时,无线蜂窝中的基站可能会受到灾难的影响而受到损毁,因而无法正常工作,从而影响蜂窝网络中的通信性能。针对上述问题,本论文通过使用缓存和无人机技术,对无线小蜂窝通信网络的收发设计进行研究,从而提升无线小蜂窝通信网络的传输性能。具体包括:(1)针对无线小蜂窝覆盖范围内的通信传输:首先,在非通信高峰期间,将受欢迎程度比较高的文件存储在基站中,从而降低回程传输所带来的损耗。然后,将贪心算法和干扰对齐算法相结合,共同用于文件的实时下载。与此同时,提出相应的干扰网络拓扑结构,并推导出干扰对齐算法在相应拓扑结构下的可行性条件。最后,通过仿真说明所提出方案的有效性。(2)针对无线小蜂窝边缘用户的通信传输:首先,将受欢迎程度比较高的文件存储在蜂窝边缘用户中,通过端到端通信(Device to Device,D2D)进行文件传输。在此基础上,本文提出一种最优的缓存布局方案,从而使得边缘用户通过D2D传输的下载概率最大化。然后,在高中低信噪比条件下,通过使用图论中的Kuhn-Munkres算法以及分布式算法来建立D2D链接,从而提升边缘用户的传输速率。最后,通过仿真说明所提出方案的有效性。(3)灾难地区的多天线无人机通信传输:首先,将多天线无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)技术和D2D技术相结合,共同用于灾难地区的信息传输。然后,通过使用最短路径算法建立D2D链接,并在此基础上推导出上行链路以及下行链路的D2D跳数和中断概率。接着给出UAV的最优收发设计方案来提升UAV与用户之间的通信速率。最后,通过仿真说明所提出方案的有效性。(4)灾难地区的单天线无人机通信传输:首先,为单天线UAV选择一个合适的位置为所有用户进行通信。然后使用非正交频分多址技术对UAV进行功率分配,从而最大化UAV的通信总速率。最后,通过仿真说明所提出方案的有效性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V279;TN929.5
【图文】：

模型图,小蜂窝,通信网络,信息传输

图 2.1 具有缓存的无线小蜂窝通信网络信息传输模型Fig 2.1 Caching architecture in small-cell networks，核心网络通过宏基站(Macrocell Base Station, MBS)与各。当进行多用户传输时，无线小蜂窝通信网络中的干扰问文件通过最大距离可分码(Maximum Distance Separable, M

小蜂窝,传输模型,通信系统,视频数据传输

图 2.2 小蜂窝通信系统协作传输模型tion of conventional transmission scheme and cooperative video-streamstrategy for a single user据命题 2.1，MBS 把第 l 个视频文件剩余的 Wl Fl比特传输个 SBS。然后第 k 个 SBS 把剩余的视频数据传输给蜂窝通

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