5G超密集网络中分布式资源分配与用户接入关键技术研究
发布时间：2021-11-29 03:17
随着移动通信和互联网技术的高速发展,智能手机、平板电脑、可穿戴设备等移动终端大量普及,高速率、低时延的无线接入需求急剧增加。与此同时,各种新型移动业务日益丰富,移动无线数据流量呈现爆炸式增长。为了应对海量连接和高速传输的需求,超密集组网通过大规模部署小小区基站增强空间复用增益,可以有效提高系统容量和频谱利用效率,成为第五代移动通信网络（5th Generation Mobile Networks,5G）关键技术之一。为了充分发挥超密集网络的优势,仍有一些关键问题亟需解决,包括用户周围可选基站数目和类型增加导致的接入选择问题,小小区基站之间重叠覆盖导致的干扰问题,计算密集型业务的兴起带来的用户计算任务卸载问题等。资源分配与用户接入技术通过合理调度资源和灵活控制用户接入,可以有效提升系统性能,改善用户服务体验。此外,由于小小区基站的大规模部署,集中式管理方案的运维复杂度和信令开销急剧增加,需要研究适用于超密集网络的管理方法。综上所述,本文以超密集网络中的资源分配与用户接入技术为研究重点,并结合非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）、自优化、...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?超密集网络典型场景??（宏基站、微蜂窝、皮蜂窝、飞蜂窝、中继等）部署在宏基站的覆盖范围内，形??成复杂的超密集异构网络
北京邮电大学工学博士学位论文???１??Ａ?—?ＥＷ１?ｌ??Ａ??ｌＡ／＾：ｌｉ?ｒ??？?！／宏基站＼?？？?基于ＮＯＭＡ的回传链路模型??編欠?／?｜?（ｆ?ＡＰＧ３??ｕ?＼?ｕ?￥?ｆｌ?ｘ?Ａ?／ｆ?￥??ＥＡＰ＼ｒ６?ｉ、??Ｉｆ輸?ＡＰＧ?？?ＥＡＰｌ?＜－＜??ＡＰＧ?４?＼?一??以用户为中心的网络系统模型?ＡＰ２＿＿?ｍｆ，??ＡＰ３??基于ＮＯＭＡ的接入链路模型??图３－１?基于ＮＯＭＡ的超密集网络场景??户的数据传输。本章所提架构中的主要模块功能如下所示：??？物理层／媒体接入控制层：链路管理模块负责链路质量感知，用户接入模块负责??用户接入网络管理。??？?ＡＰＧ管理模块：该模块是ＥＡＰ中进行ＡＰ协作分组管理的核心模块。该模块主??要包括六个实体，用户感知实体，ＡＰ分组评估实体，资源分配实体，控制单元，??数据库，决策单元。用户感知实体负责收集用户请求信息，网络环境状态和其??他信息。ＡＰ分组评估实体负责评估周围可选ＡＰｓ以选择合适的ＡＰｓ组成ＡＰＧ??为用户提供服务。资源分配实体负责完成所在ＡＰＧ的资源分配。控制单元负责??管理ＡＰ分组协作的过程。数据库负责存储必要的ＡＰＧ信息。决策单元负责将??分组结果通知相应的ＡＰｓ。??？网络层及网络以上层：该部分涵盖了网络层、传输层和应用层。该部分包括五??个模块，用户应用模块，资源管理模块，接入管理模块，移动管理模块和安全??管理模块。用户应用模块负责将用户请求的业务类型发送给ＡＰＧ管理模块，然??后资源管理模块、接入管理模块和移动管理模块分别负责资源、接入和移动管??理，最后安全管理模块完成用户认证和
?第三章以用户为中心的联合资源分配与用户接入方案??表３－１?以用户为中心的超密集网络架构主要仿真参数表??参数名称?取值??载频?２．５ＧＨｚ??总频带／子载波带宽?２ＭＨｚ／１５ｋＨｚ??ＡＰ覆盖范围?２０ｍ??ＡＰ部署密度?７００ＡＰｓ／ｋｍ２??用户密度?２００ｕｓｅｒｓ／ｋｍ２??路径损失因子ｃｅ?４??白噪声功率谱密度?－〗７４ｄＢｍ／Ｈｚ??ＡＰ最大发射功率?２４ｄＢｍｔ３５ｌ??宏基站最大发射功率?４６ｄＢｍｔ３５ｌ??ＡＰ电路单元功率消耗?２０ｍＷ??宏基站电路单元功率消耗?５４ｍ?Ｗ??ＳＩＣ成功解调信号功率差异阈值１０ｄＢｍ??用户最低速率要求?２?ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ??＿??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００?８００?９００?１０００??图３－３?１０００ｍ?ｘ?１０００ｍ方形区域下部署宏基站、ＡＰ和用户的仿真场景??率以及系统吞吐量不断上升，从而系统能效也逐步增长。然而，随着（２值的进一步??增长，ＡＰＧ组内干扰问题越来越严重，用户与ＡＰ解调信号等所产生的能耗不断增??力口，导致了系统能效逐步下降。考虑到信号解调的复杂度以及用户的ＱｏＳ需求，在??以下仿真中设定（２?＝?４。??７１??
本文编号：3525732
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?超密集网络典型场景??（宏基站、微蜂窝、皮蜂窝、飞蜂窝、中继等）部署在宏基站的覆盖范围内，形??成复杂的超密集异构网络
北京邮电大学工学博士学位论文???１??Ａ?—?ＥＷ１?ｌ??Ａ??ｌＡ／＾：ｌｉ?ｒ??？?！／宏基站＼?？？?基于ＮＯＭＡ的回传链路模型??編欠?／?｜?（ｆ?ＡＰＧ３??ｕ?＼?ｕ?￥?ｆｌ?ｘ?Ａ?／ｆ?￥??ＥＡＰ＼ｒ６?ｉ、??Ｉｆ輸?ＡＰＧ?？?ＥＡＰｌ?＜－＜??ＡＰＧ?４?＼?一??以用户为中心的网络系统模型?ＡＰ２＿＿?ｍｆ，??ＡＰ３??基于ＮＯＭＡ的接入链路模型??图３－１?基于ＮＯＭＡ的超密集网络场景??户的数据传输。本章所提架构中的主要模块功能如下所示：??？物理层／媒体接入控制层：链路管理模块负责链路质量感知，用户接入模块负责??用户接入网络管理。??？?ＡＰＧ管理模块：该模块是ＥＡＰ中进行ＡＰ协作分组管理的核心模块。该模块主??要包括六个实体，用户感知实体，ＡＰ分组评估实体，资源分配实体，控制单元，??数据库，决策单元。用户感知实体负责收集用户请求信息，网络环境状态和其??他信息。ＡＰ分组评估实体负责评估周围可选ＡＰｓ以选择合适的ＡＰｓ组成ＡＰＧ??为用户提供服务。资源分配实体负责完成所在ＡＰＧ的资源分配。控制单元负责??管理ＡＰ分组协作的过程。数据库负责存储必要的ＡＰＧ信息。决策单元负责将??分组结果通知相应的ＡＰｓ。??？网络层及网络以上层：该部分涵盖了网络层、传输层和应用层。该部分包括五??个模块，用户应用模块，资源管理模块，接入管理模块，移动管理模块和安全??管理模块。用户应用模块负责将用户请求的业务类型发送给ＡＰＧ管理模块，然??后资源管理模块、接入管理模块和移动管理模块分别负责资源、接入和移动管??理，最后安全管理模块完成用户认证和
?第三章以用户为中心的联合资源分配与用户接入方案??表３－１?以用户为中心的超密集网络架构主要仿真参数表??参数名称?取值??载频?２．５ＧＨｚ??总频带／子载波带宽?２ＭＨｚ／１５ｋＨｚ??ＡＰ覆盖范围?２０ｍ??ＡＰ部署密度?７００ＡＰｓ／ｋｍ２??用户密度?２００ｕｓｅｒｓ／ｋｍ２??路径损失因子ｃｅ?４??白噪声功率谱密度?－〗７４ｄＢｍ／Ｈｚ??ＡＰ最大发射功率?２４ｄＢｍｔ３５ｌ??宏基站最大发射功率?４６ｄＢｍｔ３５ｌ??ＡＰ电路单元功率消耗?２０ｍＷ??宏基站电路单元功率消耗?５４ｍ?Ｗ??ＳＩＣ成功解调信号功率差异阈值１０ｄＢｍ??用户最低速率要求?２?ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ??＿??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００?８００?９００?１０００??图３－３?１０００ｍ?ｘ?１０００ｍ方形区域下部署宏基站、ＡＰ和用户的仿真场景??率以及系统吞吐量不断上升，从而系统能效也逐步增长。然而，随着（２值的进一步??增长，ＡＰＧ组内干扰问题越来越严重，用户与ＡＰ解调信号等所产生的能耗不断增??力口，导致了系统能效逐步下降。考虑到信号解调的复杂度以及用户的ＱｏＳ需求，在??以下仿真中设定（２?＝?４。??７１??
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