5G系统接入网虚拟化关键技术研究

发布时间：2017-09-29 15:42

  本文关键词：5G系统接入网虚拟化关键技术研究

  更多相关文章： 5G网络 接入网架构 资源调度与分配 THP预编码

【摘要】：随着移动互联网络的快速发展,移动设备及数据业务流量以爆炸式的速度增长,同时也给现有LTE网络带来了极大的挑战。面对海量的连接设备和更为苛刻的服务要求,下一代移动通信系统需满足高容量、高传输速率和低时延等要求。移动网络性能大幅提升伴之而来的就是关键技术的突破,但由于4G网络在架构上的局限性,单纯无线技术上的提升难以带来理想的性能增益。为了应对这些挑战,未来5G系统必须在网络架构重构和无线技术上同时取得突破。本文基于现有接入网结构展开研究,由于接入网包含了无线时频资源的调度与分配和物理层上的空口技术,所以未来网络性能的提升很大程度上取决于接入网关键技术的突破。本文利用现有网络虚拟化技术,设计更符合未来5G网络需求的接入网架构,并在此基础上对无线资源的调度分配方案及物理层中MIMO预编码技术进行研究,具体的内容如下:1)设计接入网控制平面与数据平面的解耦方案,将接入网协议栈的数据处理功能进行模块化,将控制功能进行集中化,从而获得集中调度增益。数据链路层中的三个子层及物理层按不同的数据处理功能拆分成各个功能块,而其控制功能统一集中于控制器,这样控制器就可以根据不同业务类型调用相应的功能块完成数据的处理并发送。这种接入网架构的模式能更灵活地适应未来多样化的业务类型,而且可以对无线资源进行集中调度,提升接入网的性能。2)基于新型接入网架构,研究无线资源调度分配方案及调度算法。不同于以小区为单位的传统静态资源分配方式,新型架构下,控制器可以集中管理相邻几个小区的无线资源并采用联合资源分配方式,提高系统频谱效率。调度算法的设计结合了不同业务的QoS特性,基于比例公平算法,文中提出了MTSS调度算法,其通过设置不同业务的权重因子,即能保证系统吞吐量,又提升了用户服务体验。3)物理层中无线接口技术的研究也是提升接入网性能的关键。5G网络必将部署大规模天线阵列,用于提升系统容量,而在多天线的MIMO系统中,信道间的相关性依旧是影响系统性能的关键因素。文中提出一种基于THP的改进算法,该算法从两方面来提升预编码性能。一方面,基于新型架构对用户进行调度排序以减小信道间的强相关性,另一方面,提出一种模计算方法以减小预编码中引进的取模损耗。通过这两方面的算法改进能有效提升强信道相关性下的预编码性能。
【关键词】：5G网络 接入网架构 资源调度与分配 THP预编码
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TN915.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 研究背景与意义14-17
• 1.1.1 研究背景14-16
• 1.1.2 研究意义16-17
• 1.2 接入网性能优化及关键技术研究现状17-19
• 1.2.1 基于QoS机制的无线资源管理研究现状17-18
• 1.2.2 物理层关键技术研究现状18-19
• 1.3 论文研究内容19-20
• 1.4 论文结构安排20-21
• 第二章 基于LTE接入网的新型架构设计21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 LTE系统接入网协议架构21-23
• 2.3 面向 5G网络的虚拟化技术研究23-24
• 2.4 基于SDP的接入网架构设计方案24-32
• 2.4.1 控制面与数据面解耦方案24-28
• 2.4.2 数据处理模块化28-29
• 2.4.3 SDP节点设计与协作方式29-32
• 2.5 基于新型接入网架构的关键技术研究方案32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 新型架构下基于多业务特性的资源调度研究34-52
• 3.1 引言34
• 3.2 LTE系统无线资源管理简介34-38
• 3.2.1 LTE系统的QoS机制34-35
• 3.2.2 LTE下行时频资源管理机制35-36
• 3.2.3 经典时频资源调度算法36-38
• 3.3 基于SDP架构的资源调度模型设计38-42
• 3.3.1 新型资源调度网络模型设计38-39
• 3.3.2 新型架构中无线资源调度模型设计39-40
• 3.3.3 小区间联合无线资源调度模型40-42
• 3.4 基于QoS机制的多业务调度算法42-44
• 3.5 仿真分析44-50
• 3.5.1 新型架构下联合资源调度性能仿真44-46
• 3.5.2 基于不同业务特性的调度算法性能仿真46-50
• 3.6 本章小结50-52
• 第四章 新型架构下基于MU-MIMO的THP算法研究52-72
• 4.1 引言52-53
• 4.2 经典预编码算法比较53-56
• 4.2.1 多用户MIMO系统模型53-55
• 4.2.2 线性迫零预编码算法55
• 4.2.3 THP预编码算法55-56
• 4.3 基于THP的改进算法研究56-60
• 4.3.1 用户调度排序算法57-59
• 4.3.2 THP预编码计算59-60
• 4.4 THP算法仿真分析60-71
• 4.4.1 仿真模型构建61-62
• 4.4.2 信道相关性仿真62-64
• 4.4.3 THP预编码性能影响因素分析64-66
• 4.4.3.1 预编码粒度64
• 4.4.3.2 SRS周期64-66
• 4.4.3.3 上行SNR66
• 4.4.4 系统吞吐量性能仿真66-70
• 4.4.5 THP算法仿真总结70-71
• 4.5 本章小结71-72
• 第五章 全文总结与展望72-74
• 5.1 全文总结72
• 5.2 后续工作展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 个人简历78-79
• 攻读硕士学位期间的科研项目和成果79-80

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本文编号：942870