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分层异构网络中增强网络能效的ABS比率优化算法

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计算机工程 2018年第5期44卷 303-308页

作者：孙彦赞王劲松吴雅婷王涛上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室上海200444

分层异构网络改变传统蜂窝网络的拓扑结构,以提高网络容量,降低网络能耗,但其中存在的严重层间干扰问题会带来网络能效的下降。为此,在分层异构网络增强型干扰协调的基础上,提出几乎空白子帧(ABS)比率优化算法,用以改善网络能效。推导... 详细信息

分层异构网络改变传统蜂窝网络的拓扑结构,以提高网络容量,降低网络能耗,但其中存在的严重层间干扰问题会带来网络能效的下降。为此,在分层异构网络增强型干扰协调的基础上,提出几乎空白子帧(ABS)比率优化算法,用以改善网络能效。推导网络能效与ABS比率间的函数关系,通过求该函数极大值的方法优化网络能效最大化的ABS比率值。仿真结果表明,相比最大吞吐量、最大公平性的ABS比率优化算法,该算法可有效增强网络能效。

关键词：分层异构网络增强型小区间干扰协调网络能效几乎空白子帧小基站覆盖扩展

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分层异构网络无线资源管理技术探讨

电信科学 2013年第6期29卷 32-38页

作者：田峰刘翰焘周亮南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003

随着通信技术的不断发展,用户随时随地获得高质量无线业务体验的需求造成网络的分层异构覆盖特征越来越明显。对分层异构网络中的无线资源管理关键技术进行了探讨,利用无线资源管理技术可以极大地提高分层异构无线网络环境下的传输速率... 详细信息

随着通信技术的不断发展,用户随时随地获得高质量无线业务体验的需求造成网络的分层异构覆盖特征越来越明显。对分层异构网络中的无线资源管理关键技术进行了探讨,利用无线资源管理技术可以极大地提高分层异构无线网络环境下的传输速率并节约能量。

关键词：分层异构网络无线资源管理协同性能优化

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分层异构网络中基于进化博弈的小区附着机制

电视技术 2015年第17期39卷 84-87页

作者：李倩李屹山东工业职业学院电气工程系山东淄博256414 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

相比传统的宏蜂窝网络,分层异构网络是实现系统容量增强的一种很有前景的技术。尽管如此,由于家庭基站与宏基站同频部署,且它们被随机部署,异构网络中的干扰可能会更强。为了提升网络吞吐量,研究了一种新型的基于进化博弈的小区附着算法... 详细信息

相比传统的宏蜂窝网络,分层异构网络是实现系统容量增强的一种很有前景的技术。尽管如此,由于家庭基站与宏基站同频部署,且它们被随机部署,异构网络中的干扰可能会更强。为了提升网络吞吐量,研究了一种新型的基于进化博弈的小区附着算法,为最小化小区间干扰,提高网络吞吐量提供了理论参考。

关键词：分层异构网络小区附着进化博弈

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分层异构网络链路中断故障检测仿真

计算机仿真 2019年第4期36卷 457-460页

作者：赵建华长春师范大学网络中心吉林长春130032

为了保证分层异构网络信息传输的正常运行,提高无线通信系统的稳定性,需要进行网络链路中断故障检测,及时维护并修复网络链路。针对当前分层异构网络链路中断故障检测方法中存在的误警率较高,检出率较低,检测效率较低等问题,提出基于断... 详细信息

为了保证分层异构网络信息传输的正常运行,提高无线通信系统的稳定性,需要进行网络链路中断故障检测,及时维护并修复网络链路。针对当前分层异构网络链路中断故障检测方法中存在的误警率较高,检出率较低,检测效率较低等问题,提出基于断点数据特征的分层异构网络链路中断故障检测方法。分析网络链路及各节点的关系,计算节点信息发射功率与信噪比,据此求算网络链路中断概率,确定检测范围;对网络链路断点数据进行样本采集,结合时频分析法提取样本数据的特征,通过聚类分析划分断点数据特征类型;完成断点数据特征提取与分类后,结合线性变换与KNN算法对分层异构网络链路数据进行分类,划分正常数据与异常数据,完成链路中断故障检测。实验结果表明,所提方法的故障检测误警率低于实验对比方法,故障检出率较高,且检测过程消耗时间更短。

关键词：分层异构网络网络链路中断故障检测

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分层异构网络应急信息资源调度仿真研究

计算机仿真 2018年第2期35卷 417-420页

作者：朱智勇武欣嵘中国人民解放军61764部队中国人民解放军理工大学通信工程学院

分层异构网络应用中存在大量优先级不同的应急数据,它要求苛刻的硬实时和负载均衡性能,超过延时上限,将难以满足应急信息调度需求。常规应急信息资源调度的研究多是以单一任务最早执行完成时间为目标处理资源调度问题,缺乏可调度性,导... 详细信息

分层异构网络应用中存在大量优先级不同的应急数据,它要求苛刻的硬实时和负载均衡性能,超过延时上限,将难以满足应急信息调度需求。常规应急信息资源调度的研究多是以单一任务最早执行完成时间为目标处理资源调度问题,缺乏可调度性,导致调度过程负载不均衡、总任务调度延迟。提出应急信息资源调度模型。确定应急信息资源全部任务相关关系和调度顺序,指定多任务资源分配优先级,建立目标模型,实现应急信息资源调度,适应度函数,指导种群收敛条件,加快调度模型求解效率,将调度负载均衡与总任务调度完成时间问题进行了集成解决。实验结果表明,该模型能够满足应急数据调度要求苛刻的硬实时和负载均衡性能。

关键词：分层异构网络应急信息资源调度

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分层异构网络中子载波分配技术研究

电子技术应用 2016年第5期42卷 90-92,96页

作者：李倩李屹山东工业职业学院电气工程系山东淄博256414 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876

分层异构网络中小区层次较多,在分布密度、覆盖范围、服务能力等方面差异较大,彼此重叠覆盖、相互影响,形成了复杂时变的通信环境,要实现网络吞吐量的显著提升,还有一些重要的技术问题亟待解决。以增强网络吞吐量为核心目标,分析比较了... 详细信息

分层异构网络中小区层次较多,在分布密度、覆盖范围、服务能力等方面差异较大,彼此重叠覆盖、相互影响,形成了复杂时变的通信环境,要实现网络吞吐量的显著提升,还有一些重要的技术问题亟待解决。以增强网络吞吐量为核心目标,分析比较了分层异构网络中典型的子载波分配算法,指出了当前算法的优缺点,进一步提出算法的改进思路,即基于干扰抑制的子载波预测及自组织配置,为提高网络吞吐量、改善频谱与能量效率提供了理论参考。

关键词：分层异构网络子载波预测自组织分配干扰抑制

分层异构网络中基于缓存的内容传输机制研究及仿真平台搭建

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分层异构网络中基于缓存的内容传输机制研究及仿真平台搭建

作者：齐一帆北京邮电大学

学位级别：硕士

移动无线通信技术的发展日新月异,移动用户设备爆炸性增长,数据流量的需求呈现指数型增加。传统的蜂窝网络已经不能满足高速增长的无线通信需求。通过在传统蜂窝系统中部署小小区和用户直连通信(Device to Device,D2D)设备形成分层异构... 详细信息

移动无线通信技术的发展日新月异,移动用户设备爆炸性增长,数据流量的需求呈现指数型增加。传统的蜂窝网络已经不能满足高速增长的无线通信需求。通过在传统蜂窝系统中部署小小区和用户直连通信(Device to Device,D2D)设备形成分层异构网络,可以提高系统容量、增强覆盖范围,具有广阔的研究前景,引起了人们的关注。在分层异构网络之中,引入具有缓存能力的D2D节点和小小区基站,可以通过缓存流行内容为本地用户提供服务,减少回程链路数据。与此同时会带来小小区基站的优化部署、干扰管理、用户接入选择、资源分配等一系列的问题。其中,用户如何选择合理有效的内容传输机制与资源分配策略是亟待解决的研究热点之一。此外,该场景下的仿真平台是验证相关算法性能的重要方法,还缺少现有成果,值得展开研究。针对以上问题,本文对分层异构网络中基于缓存的内容传输机制以及仿真平台搭建进行了研究。本文在分层异构网络场景下,提出了一种基于缓存的内容传输机制与频率分配算法。根据用户社交关系建立社交关系模型,主要考虑了用户的好友关系、内容请求相似度、联系频率等因素。根据社交关系模型将用户按照社交情况进行分组,并根据分组情况确定用户与基站的缓存。随后根据缓存情况在用户组内进行内容传输机制选择与频率资源分配,其中内容传输机制选择包括了 D2D通信与蜂窝通信。本文将该问题建模为一个非线性规划问题,并采用了粒子群算法对其进行求解。仿真结果证明基于缓存的内容传输机制与资源分配算法可以有效地降低用户下载时延,并且与现有算法相比可以更好地提升用户的数据速率。本文利用OMNeT++软件,搭建了基于缓存的内容传输机制仿真平台。由于OMNeT++没有现有的开源工程可以直接使用,还需要在设计研究的基础上搭建该仿真平台。本文提出了基于缓存的内容传输机制选择仿真平台的设计目标与整体架构,详细介绍了仿真平台的工作。主要实现了平台的基本节点模块和用户缓存功能,设计完成了内容传输选择机制,实现了用户D2D通信与蜂窝通信模式的切换功能。此外,实现了典型信道模型和移动模型。信道模型包括室外广场场景、商场场景和居民楼场景,移动模型适用于商场场景和室内办公室场景。利用该平台进行了仿真,并对端到端时延、吞吐量等性能参数进行了统计和分析。

关键词：分层异构网络缓存用户直连通信移动社交网络内容传输机制

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分层异构网络接入控制算法研究

分层异构网络接入控制算法研究

作者：余梅南京邮电大学

学位级别：硕士

随着因特网的迅速普及和通信技术的快速发展,用户希望能够随时随地获得低时延、高质量的无线业务体验,从而造成了网络分层异构覆盖的特征越来越普遍、明显。在分层异构网络覆盖的系统中,合适的接入控制算法等无线资源管理技术能够有效... 详细信息

随着因特网的迅速普及和通信技术的快速发展,用户希望能够随时随地获得低时延、高质量的无线业务体验,从而造成了网络分层异构覆盖的特征越来越普遍、明显。在分层异构网络覆盖的系统中,合适的接入控制算法等无线资源管理技术能够有效地整合无线资源,并进行合理地资源分配,从而提高无线资源利用率,提升用户满意度和业务服务质量。本文的主要工作如下:首先,阐述了异构无线网络联合资源管理的原理及其关键技术,如:呼叫接入选择与控制技术、切换技术以及负载均衡技术等。然后,针对异构无线网络的特性以及用户无缝连接的需求,在研究LTE-A/WLAN融合架构下移动终端接入选择策略的基础上,提出了一种基于马尔可夫过程的接入控制算法,并利用MATLAB仿真得到阻塞概率和系统吞吐量随着语音及数据业务流量的变化图,仿真结果说明了本章的算法可以有效提高异构网络系统的吞吐量,降低业务阻塞概率,改善异构网络中无线资源的利用率。其次,针对三个异构网络的融合,提出了一个三维的马尔科夫模型,仿真结果验证了通过这个模型所得到的数值结果,运用所提出的马尔科夫分析模型对基于负载均衡的网络选择算法和基于业务类型的网络选择算法进行了对比,结果表明,从业务阻塞概率的角度上看,基于负载均衡的网络选择算法的性能优于基于业务类型的网络选择算法。最后,针对LTE场景下的femtocell-macrocell融合网络,提出了一种完整的信令流的切换过程,为了减少不必要的切换,提出了一种考虑了多种不同标准的呼叫接纳控制(CAC,Call Admission Control)方案,这些标准有衡量信号水平的信干燥比(SINR)、满足适合的QoS时用户设备的移动速度状态等。并对切换控制的性能进行仿真分析,结果表明了LTE场景下的femtocell-macrocell的融合系统提高了macrocell的信道释放率,随着所部署的家庭基站数量的增加,HeNB间的切换概率和从macrocell切换到femtocell的概率都在显著增大,而从femtocell切换到macrocell的概率在减小,但其概率值相对较大。

关键词：分层异构网络无线资源管理接入选择与控制垂直切换负载均衡

分层异构网络中时延自适应的无线资源管理技术

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分层异构网络中时延自适应的无线资源管理技术

作者：程奥林北京邮电大学

学位级别：硕士

随着通信技术的高速发展,未来无线通信系统的性能需求也不断提高。为了增强网络容量性能、频谱性能和能效,仅靠传统的宏基站无法满足用户的业务需求,因此LTE-Advanced系统引入了微微基站、家庭基站及中继等低功率节点,构成了分层异构无... 详细信息

随着通信技术的高速发展,未来无线通信系统的性能需求也不断提高。为了增强网络容量性能、频谱性能和能效,仅靠传统的宏基站无法满足用户的业务需求,因此LTE-Advanced系统引入了微微基站、家庭基站及中继等低功率节点,构成了分层异构无线网络。在分层异构网络体系中,不同用户服务质量要求各不相同,干扰形态也复杂多样,如何合理对无线网络资源进行管理,从而有效提高频谱资源利用率是当前研究的热门领域。传统的无线资源管理方案以优化无线网络的谱效率和能效率为目标,但忽略了用户的业务队列时延情况。实际网络为不同时延特性的业务提供服务,因此无线资源管理不仅需要考虑高谱效和高能效的目标,还要考虑各类业务的时延影响,进行业务时延自适应的无线资源管理,以提高网络的服务质量和公平性。本论文对分层异构网络中时延自适应的无线资源管理技术进行研究,所做的研究工作和主要创新点包括:(1)基于马尔可夫决策过程(MDP)的时延自适应的无线资源管理算法研究。利用MDP对业务队列动态进行建模,根据用户业务的排队时延要求对其队列状态进行加权,求解使加权总时延最小的用户调度和功率控制策略,提出了一种分布式用户调度和功率控制算法。该算法通过联合考虑无线信道状态信息和业务队列状态信息,动态调整用户调度和功率控制策略,从而使整个网络的时延水平达到目标期望值;针对集中式求解MDP问题所涉及到的高复杂度的缺陷,提出了一种分布式随机学习算法通过实时观察部分状态信息迭代学习得到系统状态对应的性能势,从而指导网络制定最优的用户调度和功率控制策略,仿真结果验证了该算法能达到期望的时延性能且拥有较低的复杂度。(2)针对分层异构网络中的无线资源管理算法的时延性能,提出了一种基于Lyapunov方法的时延性能分析方案。该方案的基本思路是利用Lyapunov优化方法研究业务队列的稳定性,根据排队论的相关知识分析时延性能与其他优化目标之间的制约关系,得到优化目标与时延特性的相互关系。以能效和时延性能的相互关系为例,论文给出了能效与时延性能的折衷模型,通过选取合适的折衷参数,可以获得与目标能效对应的时延性能,这对于指导无线资源管理方案的选择有重要意义。

关键词：分层异构网络无线资源管理时延自适应马尔可夫决策过程