基于无蜂窝网络架构下的多业务联合传输方案

作     者：王文洁 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓钢

授予年度：2022年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：无蜂窝网络 速率分拆 多业务 资源分配 

摘      要：在当今移动通信的环境下,业务类型越来越多样化,为用户提供高速率高质量的多种服务成为下一代无线通信系统的主要目标。在蜂窝网络下的多业务联合传输研究中,速率分拆(Rate-Splitting,RS)技术可以在有效提升频谱效率的情况下实现对广播、组播和单播的联合传输,但是基于其蜂窝网络的底层架构,边缘效应和小区干扰对系统性能造成了消极的影响。无蜂窝(Cell Free,CF)网络作为一种分布式的技术,具有更强的抗阴影衰落的能力,并减小小区边缘效应,被认为是第六代移动通信(the 6th Generation Mobile Communication,6G)时代非常有发展前景的关键技术之一。因此,本文将对无蜂窝网络架构下的多业务联合传输方案进行研究,主要研究内容如下:第一、本文针对现有蜂窝网络架构下的多业务传输方案所存在的小区间干扰较大的问题,提出了一种基于以用户为中心的无蜂窝网络架构的多业务联合传输方案,并对该方案的收发模型进行详细推导。仿真结果表明,该多业务联合传输方案能够有效提高系统的和速率性能。第二、针对所提出的多业务联合传输方案,以最大化系统和速率为目标对其进行资源分配的优化。分别提出了两种优化的资源分配方案,分步式的优化算法和联合式的优化算法。分步式算法具有复杂度低的的优点,其对原优化问题进行降维处理并分别求解,仿真结果表明其具有更优的系统和速率性能。联合式算法在分步式算法的基础上进行了进一步的优化,将AP与用户匹配、功率分配两个子问题进行联合的迭代优化求解,以通过联合的迭代处理获得更高的系统性能增益。仿真证明该方案较之传统的资源分配方案以及上述所提分步式方案来说,具有更高的性能增益,但是存在复杂度较高的问题,需要进行性能和复杂度的取舍。