基于綠色小站的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度算法研究.pdf

1、近年來，移動(dòng)通信技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)電子發(fā)展迅速，移動(dòng)終端數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)，移動(dòng)無線網(wǎng)的通話質(zhì)量、數(shù)據(jù)傳輸延遲、蜂窩覆蓋范圍等問題隨之顯得更加突出。除此以外還有耗費(fèi)在維持通信上的巨大能耗導(dǎo)致的碳排放問題，因此設(shè)計(jì)一個(gè)良好的資源調(diào)度策略成為人們?nèi)找骊P(guān)注的重點(diǎn)。作為新一代高速移動(dòng)通信技術(shù)，LTE-A標(biāo)準(zhǔn)更加迅捷、效率，在該標(biāo)準(zhǔn)下的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配研究更具實(shí)際意義。為研究LTE-A標(biāo)準(zhǔn)下的資源分配問題，本文考慮以下三個(gè)情景：虛擬運(yùn)營(yíng)商提供軟件

2、服務(wù)并尋求無線服務(wù)商的硬件支持，無線服務(wù)商為增強(qiáng)覆蓋租用Femto基站；基站與便攜式綠色小站組成的異構(gòu)中繼網(wǎng)絡(luò)，以直傳或是中繼協(xié)作傳輸方式服務(wù)移動(dòng)用戶；在情景2的基礎(chǔ)上基站需要進(jìn)行流量控制、小站需要進(jìn)行能源管理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究Femto基站、無線服務(wù)商和虛擬運(yùn)營(yíng)商三方在通信市場(chǎng)中的博弈問題。根據(jù)決策階段將三者劃分為不同角色：主導(dǎo)者和跟隨者。基于此用四層斯塔克伯格模型描述該問題，通過逆向推導(dǎo)法解決了該模型中的Fem

3、to基站群競(jìng)爭(zhēng)問題、頻譜資源調(diào)度問題、頻譜資源定價(jià)問題和吞吐量購(gòu)買問題。本文設(shè)計(jì)了一種Femto基站激勵(lì)規(guī)則，該規(guī)則影響Femto基站之間的競(jìng)爭(zhēng)并導(dǎo)致納什均衡。最后給出的理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了該理論。⑵研究綠色便攜小站作為中繼情形下的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源分配。本文首先描述了網(wǎng)絡(luò)模型、中繼節(jié)點(diǎn)電池模型和資源塊分配模型，該優(yōu)化目標(biāo)是一個(gè)混合整數(shù)規(guī)劃問題。首先將問題中的二進(jìn)制變量連續(xù)化獲得凸優(yōu)化問題，再使用拉格朗日對(duì)偶分解降低原問題復(fù)雜度。最后迭代

4、拉格朗日乘子取得收斂值。該問題主要解決了子幀分配、資源塊分配、能耗分配三個(gè)問題。另外，本文還提出了一種次優(yōu)的在線算法，避免離線算法的因果悖論。實(shí)驗(yàn)仿真給出了兩種算法的性能比較。⑶擴(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景，探討流量控制、資源調(diào)度和能量管理問題。本文利用隊(duì)列描述數(shù)據(jù)傳輸和電池電量變動(dòng)過程，通過保證隊(duì)列瞬時(shí)和時(shí)均穩(wěn)定保持系統(tǒng)穩(wěn)定。使用李雅普諾夫優(yōu)化方法將問題分解為三個(gè)不耦合的子問題方便計(jì)算。子問題分別解決流量控制問題、子幀與資源塊分配問題和能源管理問題。