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异构网络双连接中联合资源分配快速算法

中国科技论文 2016年第14期11卷 1565-1569页

作者：孙杰史迎春宋焕生中国电子科技集团第二十研究所西安710071 国防信息学院指挥控制系统教研室武汉430010 长安大学信息学院西安710068

针对异构网络双连接系统中联合资源分配算法复杂度高、收敛速度慢的问题,提出了1种次优的快速分配算法。该算法以一定的系统吞吐量为代价来降低计算的复杂度,减少信令开销。数值分析结果表明,在1个由30个用户构成的系统中最优吞吐量可... 详细信息

针对异构网络双连接系统中联合资源分配算法复杂度高、收敛速度慢的问题,提出了1种次优的快速分配算法。该算法以一定的系统吞吐量为代价来降低计算的复杂度,减少信令开销。数值分析结果表明,在1个由30个用户构成的系统中最优吞吐量可以达到约97%,并且计算复杂度较已有的算法有2-7倍的改善。

关键词：快速算法联合资源分配双连接异构网络

多无线电系统中基于公平性的联合资源分配算法研究

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多无线电系统中基于公平性的联合资源分配算法研究

作者：曹跑跑南京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,多种移动通信技术飞速发展,异构网络的融合必将成为未来移动通信网络发展的主流趋势。它不仅能够充分利用异构网络之间的互补优势,向用户提供丰富的业务应用和最佳的业务体验,而且将给运营商的网络部署和运营带来广阔的市场前景... 详细信息

近年来,多种移动通信技术飞速发展,异构网络的融合必将成为未来移动通信网络发展的主流趋势。它不仅能够充分利用异构网络之间的互补优势,向用户提供丰富的业务应用和最佳的业务体验,而且将给运营商的网络部署和运营带来广阔的市场前景和巨大的市场潜力。异构网络融合的关键在于将不同接入网络的无线资源进行联合管理,实现频谱资源在各无线接入网络之间的共享,从而提高频谱资源利用率,提高系统吞吐量。在异构网络中有多种多址接入技术,其中OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术广泛应用于各种主流无线网络(LTE、Wimax等)中,由于底层资源都是基于OFDMA的时频块,所以使用OFDMA方式的异构网络更容易进行资源联合管理。本文研究了以OFDMA为多址接入方式的多无线电系统中的资源分配问题,重点对用户比例公平性和系统效率问题进行了深入的研究,本文给出系统模型的同时提出了一种联合系统带宽和功率的资源分配算法,不仅保证了用户比例公平性下系统的吞吐量,还充分考虑了分配的带宽是子信道带宽整倍数的特点,对分配给每个终端的带宽进行子信道整数倍调整。最后通过仿真对比,从系统吞吐量和公平性两方面给出了算法的性能。

关键词：多无线电系统联合资源分配比例公平性子信道带宽整数倍最优化

基于MAB理论的水声协作通信网络联合资源分配方法研究

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基于MAB理论的水声协作通信网络联合资源分配方法研究

作者：毛淋燕山大学

学位级别：硕士

随着海洋被陆续地探索和开发,我国对水下通信的技术性创新需求也日益迫切。水下声学信息传输是实现水下大范围稳定信息传输的唯一实用性手段。然而,水声信道涉及到多方面的强力干扰和噪声,信道状态信息难以获取和预测,并且水声信道的有... 详细信息

随着海洋被陆续地探索和开发,我国对水下通信的技术性创新需求也日益迫切。水下声学信息传输是实现水下大范围稳定信息传输的唯一实用性手段。然而,水声信道涉及到多方面的强力干扰和噪声,信道状态信息难以获取和预测,并且水声信道的有效带宽较窄,导致各部署通信节点在频谱、信道、中继等资源产生冲突和干扰。资源的匮乏和有限性对通信网络的高效管理提出了更高的要求,尤其面临水声信道信息未知的严峻挑战。对节点的各类资源进行联合分配优化能降低节点间干扰、提高通信资源的利用率,是解决资源严重受限问题最直接和有效的方法。因此,为优化水声通信网络性能,本文针对信道状态信息未知且多节点资源竞争等问题,提出高效、稳健、适配性强、且具有低成本和高收益的水声通信网络资源分配方法。首先,本文针对信道信息未知的水声协作通信网络下单源节点的最佳中继选择问题,利用MAB理论的在线决策方式和无需先验信息的特有性质,将中继选择建模为单用户的随机式MAB决策问题。继而引入UCB1算法,保证用户的高效决策和准确寻优,为源节点用户以低成本获得最佳中继策略,最大化网络的通信容量。其次,针对多源节点多中继场景下的中继选择问题,提出了一种能够以分布式求解的多用户SMU中继选择方法。该方法引入稳定匹配理论,通过结合退避函数与UCB指数方程,为每个用户制定新的一对一匹配策略,解决了多用户中继选择冲突的问题。继而考虑到复杂的协作网络下多用户频繁发射功率的强干扰导致功率控制策略回值分布不显著的特点,提出多用户对抗性MAB功率分配方法,为用户-中继对提供低干扰、适应性强的功率优化策略。上述资源分配方法均不需要先验的信道信息,并以分布式的方式实现在线决策,不需要用户之间的信息交换,有效降低了实现成本和计算开销,提升网络传输性能。最后,考虑到多源节点产生中继选择冲突时,针对多源节点竞争同一中继如何合理分配资源,以及中继选择与功率控制之间存在复杂的耦合问题,构建多用户对抗性MAB模型,并提出分布式的GSE联合资源分配连续优化方法。该方法结合博弈理论和对抗性MAB在线决策的优势,扩大策略搜索空间,实现完全分布式求解的同时,克服了传统MAB算法只能依靠固定的离散策略集合求解的缺陷。考虑到策略的探索-利用力度对优化过程的影响,提出了多用户自适应探索的AE机制。GSE-AE算法将两种提出的方法结合,大幅提升算法的学习能力和效率,在复杂的水声通信环境下,实现高效合理和适用性强的多用户联合资源分配,有效提升网络性能。

关键词：水声网络协作通信中继选择联合资源分配 MAB理论

考虑时变信道条件下的水声通信联合资源分配算法研究

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考虑时变信道条件下的水声通信联合资源分配算法研究

作者：肖志超燕山大学

学位级别：硕士

水声通信在海洋资源勘探领域具有广泛的用途和良好的应用前景,因此水声通信领域的相关研究得到了越来越多的重视。水声通信资源分配作为水声通信研究领域重要的一部分成为一个备受学者们关注的研究方向。但水声通信资源分配问题面对许... 详细信息

水声通信在海洋资源勘探领域具有广泛的用途和良好的应用前景,因此水声通信领域的相关研究得到了越来越多的重视。水声通信资源分配作为水声通信研究领域重要的一部分成为一个备受学者们关注的研究方向。但水声通信资源分配问题面对许多困难,如水下声学信号衰减严重、能量供应受限等。因此,如何实现在随机性高,能量受限,信道时变的水下环境中合理的配置信道、功率和中继等资源进而有效提高水声通信的性能是本文研究的主要问题。本文首先分析了水声通信的水下声学特性和水声信道的主要影响因素,然后根据水声通信系统的结构分别构建了单用户通信系统模型和单源节点协作通信系统模型。最后针对水下信息难以获取的特点,提出将对抗性多臂赌博机（Multi-Armed Bandit,MAB）模型应用到含有未知信息的,信道时变的水声通信联合资源分配问题中。其次,在基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）的单用户通信系统联合资源分配问题中。针对时变水声信道的状态信息难以获取的特点,提出一种强化学习算法。考虑水下环境学习信息较少,引入了扩展学习信息来增加算法的学习信息。针对联合资源分配过程中信道和功率耦合的问题,提出了分部学习机制,加快算法的学习速度。最后,在单源节点协作通信系统中。针对加入了中继选择的水声通信联合资源分配问题,提出了一种专家指导的学习算法。该方法能够在完成中继策略选择的同时还能完成源节点上的联合资源分配,进而简化了协作通信系统中的联合中继资源分配问题。另外,还设计了一种信息反馈机制来加快算法的学习速度。

关键词：水声无线通信系统 OFDM系统时变信道对抗性MAB 联合资源分配

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车载边缘网络联合资源分配优化技术研究

车载边缘网络联合资源分配优化技术研究

作者：封钦竞南京邮电大学

学位级别：硕士

车联网将车辆-车辆和车辆-基础设施等通信模式结合构建车辆自组织网络,可有效提升交通系统的安全性和可靠性。车载终端业务包含安全预警和车辆防碰撞等安全交通业务,需要毫秒级的处理速度。因此,需要考虑将移动边缘计算引入车联网构成... 详细信息

车联网将车辆-车辆和车辆-基础设施等通信模式结合构建车辆自组织网络,可有效提升交通系统的安全性和可靠性。车载终端业务包含安全预警和车辆防碰撞等安全交通业务,需要毫秒级的处理速度。因此,需要考虑将移动边缘计算引入车联网构成车载边缘网络,优化卸载处理计算任务,一方面可以提高计算任务处理速度,另一方面可以保障网络通信服务质量。然而,当前有关车载边缘网络资源管理和分配的研究,仅考虑了保障车载终端通信服务质量,而忽略了边缘计算服务器的处理收益,无法有效激励边缘计算服务器提供有效的计算和通信服务。因此,本文提出车载边缘网络的联合资源分配优化算法,不仅考虑通过拍卖机制提升边缘计算服务器的收益,同时考虑为具有较高安全等级任务的车载终端分配更多的计算和通信资源,从而提高车载边缘网络的可靠性。本文主要工作内容如下:（1）提出基于计算资源和通信资源拍卖的车载边缘网络联合资源分配优化算法。为解决车联网中多个车载终端和多个边缘计算服务器之间的匹配问题,构建了车载边缘网络计算卸载模型,将边缘计算服务器的计算资源和通信资源拍卖给车载终端,竞标成功的车载终端将计算任务卸载到对应的边缘计算服务器进行处理。构建了以边缘计算服务器收益最大化为目标的车载边缘网络联合资源分配优化问题,提出了多轮联合拍卖算法,投标成功的车载终端可直接获得边缘计算服务器的服务,投标失败的车载终端在下轮拍卖中根据出价提升策略投标出价,最终实现边缘计算服务器收益优化。仿真结果表明,与传统的单轮密封顺序组合拍卖算法相比,所提多轮联合拍卖算法可有效提升边缘计算服务器的收益。（2）提出基于计算任务安全优先级的车载边缘网络联合资源分配优化算法。针对车载终端计算任务的安全问题,构建了车载边缘网络计算卸载模型,为具有较高安全等级任务的车载终端分配更多的计算资源和通信资源,提高车联网的可靠性,同时利用网络切片技术为同一安全等级任务的车载终端分配资源。构建了基于安全优先级的车载边缘网络联合资源分配优化问题,提出了网络切片资源分配算法,车载终端根据任务安全优先级投标出价,边缘计算服务器计算收益,并优先为较高安全等级的车载终端分配闲置资源。仿真结果表明,与传统的预留资源优化分配算法相比,所提算法不仅可以有效提升边缘计算服务器的收益,同时可以保障车联网的可靠性。

关键词：车载边缘网络联合资源分配安全等级服务器收益拍卖算法

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基于CoMP技术的D2D联合资源分配

广东通信技术 2015年第8期35卷 44-48页

作者：文武范文倩重庆邮电大学通信新技术应用研究中心重庆信科设计有限公司

多点协作传输与接收(Coordinated Multi-Point Transmission/Reception,Co MP)技术已成为LTE-A中消除或降低小区间干扰、有效提高小区边缘用户性能的关键技术之一。同时终端直通(D2D)技术在节省资源、减小干扰和提升传输效率等多方面有... 详细信息

多点协作传输与接收(Coordinated Multi-Point Transmission/Reception,Co MP)技术已成为LTE-A中消除或降低小区间干扰、有效提高小区边缘用户性能的关键技术之一。同时终端直通(D2D)技术在节省资源、减小干扰和提升传输效率等多方面有巨大优势。目前,为了最大化频谱利用率,大多数研究都采用D2D用户与蜂窝用户共享小区内频谱资源的方式,但是这种复用方式引入了D2D用户与蜂窝用户间的干扰,将Co MP技术应用到D2D场景下,可以很好地解决D2D用户与蜂窝用户间的干扰。

关键词： D2D CoMP 联合资源分配

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D2D通信中资源分配与功率优化联合算法

微电子学与计算机 2018年第5期35卷 1-4,10页

作者：赵晓焱陈亚军袁培燕解放军信息工程大学数据与目标工程学院河南郑州450002 河南师范大学计算机与信息工程学院河南新乡453007

针对D2D通信引入蜂窝网络时产生的资源分配问题,提出了一种有效的联合匈牙利资源分配算法JOHG,通过对D2D用户与蜂窝用户进行频谱资源和传输功率的优化分配,算法可以实现异构网络中传输速率最大化.在求解关联矩阵的基础上,联合优化被转... 详细信息

针对D2D通信引入蜂窝网络时产生的资源分配问题,提出了一种有效的联合匈牙利资源分配算法JOHG,通过对D2D用户与蜂窝用户进行频谱资源和传输功率的优化分配,算法可以实现异构网络中传输速率最大化.在求解关联矩阵的基础上,联合优化被转化为非凸优化问题并利用连续的凸估计策略SCA进行求解.仿真结果验证了所提算法的有效性.

关键词： D2D通信匈牙利算法联合资源分配关联矩阵连续凸估计

雾无线接入网络中联合网络切片的资源分配方法

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雾无线接入网络中联合网络切片的资源分配方法

作者：唐丽雅北京邮电大学

学位级别：硕士

为了同时满足多种应用场景下业务对于差异化性能的需求,下一代移动通信提出了网络切片技术,通过将传统的物理网络虚拟化成多个按需定制的网络切片,从而服务于不同需求的业务场景。为了保障各网络切片能够正常运行,合理的资源分配是一个... 详细信息

为了同时满足多种应用场景下业务对于差异化性能的需求,下一代移动通信提出了网络切片技术,通过将传统的物理网络虚拟化成多个按需定制的网络切片,从而服务于不同需求的业务场景。为了保障各网络切片能够正常运行,合理的资源分配是一个关键性问题。本文针对雾无线接入网络中联合网络切片的资源分配方法展开具体研究。首先,为了应对传统无线资源管理不能很好适应网络切片特性带来的诸多问题,本文提出了一种面向网络切片的统一资源管理架构,采用二层分配结构,有效缓解集中分配的处理压力;同时引入切片间资源调整机制,增强了资源分配的灵活度;最终基于该新型架构实现整个系统的资源管理效率提升。其次,随着网络边缘节点能力开放,为了解决接入网侧资源种类增加的问题,本文提出了将无线资源和计算资源进行联合分配的方法,为网络切片中用户提供更佳的性能服务,并建立了最小化系统能耗的优化问题。针对优化函数的非线性特性以及多变量耦合问题,所提算法利用拉格朗日部分放缩实现巧妙解耦并进行独立求解,最终获得联合分配下的最佳方案。仿真结果表明,与传统的单一资源优化分配相比,联合资源分配能有效提升网络切片的整体性能。最后,在不同类型网络切片共存场景中,为了提供不同切片中差异化性能满足的问题,本文针对高速率切片和低时延切片场景展开了具体讨论,提出了在保障高速率切片基本性能前提下,最小化低时延切片性能的资源分配方法。针对该非凸整数优化问题,所提算法将原问题进行拆分转化,分别利用匈牙利算法,线性整数规划,几何规划优化出各变量取值,然后循环迭代获得最终的收敛解。仿真结果显示,所提算法不仅能够实现快速收敛,而且获得的次优解性能与全局最优性能十分相近。本论文针对不同应用场景中网络切片的资源分配问题进行了讨论,为多种资源联合分配以及差异化性能满足等相关研究奠定了理论基础,同时也为网络切片的商业部署提供了实际保障。

关键词：网络切片雾无线接入网络计算资源联合资源分配

一种多无线电系统中基于公平性和精细化带宽分配的资源分配算法

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电子与信息学报 2015年第2期37卷 399-404页

作者：潘甦曹跑跑刘胜美南京邮电大学无线通信江苏省重点实验室南京210003 东南大学移动通信国家重点实验室南京210096

该文针对以OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)为多址接入方式的多无线电系统中用户比例公平性和系统效率问题进行了研究,提出一种联合资源分配算法,不仅保证了用户比例公平性下系统的吞吐量,还充分考虑了分配的带... 详细信息

该文针对以OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)为多址接入方式的多无线电系统中用户比例公平性和系统效率问题进行了研究,提出一种联合资源分配算法,不仅保证了用户比例公平性下系统的吞吐量,还充分考虑了分配的带宽是子信道带宽整倍数的特点,对分配给每个终端的带宽进行子信道整数倍调整。最后通过仿真对比,从系统吞吐量和公平性两方面给出了算法的性能。

关键词：多无线电系统联合资源分配比例公平性子信道带宽整数倍最优化