基于能效優(yōu)化的無線網(wǎng)絡流量卸載資源管理策略研究與實現(xiàn).pdf

1、近幾年移動設備和移動網(wǎng)絡服務的發(fā)展迅速，在蜂窩網(wǎng)絡中產(chǎn)生了巨大的流量。流量暴增帶給運營商巨大的挑戰(zhàn)，運營商需要提出一種高效并且低成本的方法解決蜂窩網(wǎng)絡資源緊缺的壓力。流量卸載技術是為解決當前移動網(wǎng)絡數(shù)據(jù)量逐年快速增加的問題而產(chǎn)生的新技術，它利用互補網(wǎng)絡技術將蜂窩網(wǎng)絡的部分數(shù)據(jù)轉移到其他網(wǎng)絡，從而起到減小蜂窩網(wǎng)絡負載、提升用戶體驗以及降低資費等效果。此外，第三代合作伙伴項目(the Third Generation Partnership

2、 Project，3GPP)提出了一種雙連接（Dual-Connectivity）技術，該技術能夠使移動用戶通過兩個不同的接口同時連接到宏蜂窩基站與其他共存網(wǎng)絡接入點。即每個移動用戶(Mobile User，MU)在連接蜂窩基站(macro Base Station，mBS)的同時，可以同時連接其他網(wǎng)絡接入點(Access Point，AP)。該技術有效的幫助用戶MU根據(jù)自身的流量需求和功率需求進行有效的調度。本文結合數(shù)據(jù)分流技術和雙連

3、接技術的優(yōu)點，設計了基于雙連接的數(shù)據(jù)分流方案，對數(shù)據(jù)分流網(wǎng)絡中的資源最優(yōu)化配置。本文的主要內容和貢獻如下:
　　l，在單蜂窩模型的場景，設計了一種面向用戶功率消耗代價最小化的最優(yōu)資源配置方案。該方案通過對用戶的流量進行調度的同時對功率進行優(yōu)化調度，通過聯(lián)合調度的方法優(yōu)化系統(tǒng)效益。在本章中，通過對建模問題的特點和特性進行分析，先對問題進行等價轉化并且將問題分成兩個問題去進行解決。提出了基于二分法搜索的優(yōu)化算法解決底層問題，然后基于底

4、層問題的求解，再次提出了基于枚舉法的線性搜索優(yōu)化算法解決上層問題。本章的數(shù)值仿真結果可以證實我們提出的優(yōu)化算法的精確性以及高效性。
　　2，在多蜂窩的場景中，設計了一種基于雙連接的用戶功耗最小化的最優(yōu)資源配置方案。將問題分為兩步進行逐一解決。首先，考慮在單個蜂窩的模型下最小化用戶的功率消耗和。然后基于單個蜂窩的結論設計有效的算法進行求解。首先根據(jù)該模型的問題特性進行等價轉換并證明其是一個嚴格的凸優(yōu)化問題，然后基于凸優(yōu)化理論設計了二

5、分法對轉化后的問題進行求解。在單蜂窩的求解結論上，設計了基于模擬退火思想的多用戶接入選擇算法求解得到全局最優(yōu)解，從而解決了多用戶選擇接入、聯(lián)合用戶流量調度和功率分配問題。然后通過數(shù)值仿真結果證實提出的優(yōu)化算法的精確性以及高效性。
　　3，使用MATLAB軟件完成了基于雙連接的數(shù)據(jù)分流用戶圖形界面(Graphical User Interface，GUI)平臺開發(fā)，將第二章第三章的算法與GUI界面整合在一起，將數(shù)據(jù)可視化在界面中。使