密集蜂窝网全局无线资源分配分布式算法研究

发布时间：2021-08-13 02:33

　　为了支撑海量数据的高速传输,5G或B5G移动通信系统的蜂窝小区半径将越来越小,多天线覆盖使得小区的耦合程度越来越大。对于这样高度耦合蜂窝小区密集分布的移动通信网络,由于邻小区的干扰不再能够忽略,再加上天线跨小区的覆盖,传统逐小区的无线资源分配方法在这种场景下将不再能够适用,要想得到较优的无线资源分配方案,需要针对全网的移动台与基站计算一个全局无线资源分配的最优化问题。由于移动台与天线数量的巨大,这个优化问题放在一个网络节点进行集中式的计算,显然是不可行的,将这个全局无线资源分配的最优化问题分解到各个基站节点进行分布式计算,显然是一个解决问题的最佳途径之一。本文围绕密集蜂窝网络全局无线资源分配的分布式算法展开了研究,主要工作如下:一、基于最小化总功率和最大化总速率的密集蜂窝网下行全局时隙和功率资源分配问题的分布式算法。主要工作包含两部分:1)将邻近基站的信号建模为干扰,分别基于最小化总功率和最大化总速率,推导了单小区时隙和功率资源最优解的封闭表达式。由于对应的优化问题是非凸的,通过变量变换,优化问题可以等价转化为凸问题。通过求解最优条件,得到了闭式解。2)基于单小区时隙和功率资源最优解的... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

采用集中式算法的网络架构

剧了中央处理的计算复杂度[1, 2]。如图1.2和1.3所示，采用分布式算法，不同的基站之间只需要传递少量的信息，每个基站根据收集到的信息独立地计算，从而对本小区内的功率资源，时间资源，频率资源和天线资源进行分配，每个基站计算完成后，再根据其他基站的策略再进行更新自身的策略，直至收敛。由此可知分布式算法具有两个明显的优点。其一，分布式算法中只需要交换少量的信息，极大地降低了系统的额外开销。其二，分布式算法中计算的复杂度分散到各个基站端，避免了一个处理器需要处理庞大数据的情况。因此，分布式的载波分配和功率控制算法广泛应用于多小区 CDMA 网络

采用分布式算法实现的框图


本文编号：3339565