蜂窩網(wǎng)絡中基于負載分流的擴容技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，用戶對于傳輸速率提出了越來越高的要求。提升網(wǎng)絡容量是蜂窩移動通信網(wǎng)絡中最主要的研究方向之一。在第五代蜂窩網(wǎng)絡通信技術(shù)的研究中，基于負載分流的擴容技術(shù)受到了廣泛關(guān)注。負載分流技術(shù)的核心思想是通過使用某些額外的傳輸資源，把網(wǎng)絡中的傳輸負載進行分散，從而提高網(wǎng)絡傳輸速率。本文研究了三種負載分流的方法及其對應的擴容技術(shù)：通過小小區(qū)基站進行負載分流的小小區(qū)技術(shù)，通過非授權(quán)頻譜進行負載分流的非授權(quán)頻譜接入技術(shù)，通過用戶

2、設備進行負載分流的設備到設備（D2D，Device to Device）通信技術(shù)。
　　本文針對小小區(qū)技術(shù)，研究了通過動態(tài)開關(guān)小小區(qū)基站來進行負載分流的算法。提出了一種基于Stackelberg博弈的小小區(qū)基站動態(tài)開關(guān)算法。該算法相比現(xiàn)有的集中式算法減小了算法復雜度與信息交互量，提高了小小區(qū)基站動態(tài)開關(guān)的頻率。其相比現(xiàn)有的基線算法能夠有效提高傳輸速率，減小能量消耗。在研究上述算法的基礎上，本文又提出了一種完全分布式的小小區(qū)基站動態(tài)

3、開關(guān)算法。該算法相比基于上述Stackelberg博弈的算法，進一步減小了算法復雜度與信息交互量。
　　本文針對非授權(quán)頻譜接入技術(shù)，研究了通過動態(tài)開關(guān)非授權(quán)頻譜載波來進行負載分流的算法。提出了一種基于學習預測的載波開關(guān)接入算法。該算法使用Lyapunov技術(shù)來優(yōu)化能量消耗與傳輸速率。通過應用Vapnik-Chervonenkis理論，證明了該算法在時變系統(tǒng)中接近于最優(yōu)算法。該算法相比載波全開算法能顯著地減小能量消耗，相比載波隨機開

4、關(guān)算法能明顯提升傳輸速率。
　　本文針對D2D技術(shù)，研究了利用用戶設備的移動信息進行負載分流的算法。通過使用Lagrange對偶分析，給出了移動特征對于網(wǎng)絡容量的影響。提出了一種利用移動信息的速率最優(yōu)的用戶設備選擇調(diào)度算法。通過使用Lyapunov分析與首先擊中時間分析，給出了該算法的時延性能。該算法相比現(xiàn)有的啟發(fā)式算法能夠提高傳輸速率，減少傳輸時延。
　　本文針對D2D技術(shù)，研究了不需要用戶設備的移動信息進行負載分流的算法

5、。提出了一種基于隨機線性編碼（RLC，Random Linear Coding）的用戶設備選擇調(diào)度算法。通過使用正則不完全Beta函數(shù)與首先擊中時間分析，得到了該算法的理論性能。該算法相比現(xiàn)有的基線算法能夠顯著地減小D2D技術(shù)導致的傳輸時延。
　　本文針對D2D技術(shù)，研究了基站與用戶設備之間協(xié)作進行負載分流的算法。提出了一種基于RLC的分布式用戶設備選擇調(diào)度算法，其可以達到漸進最優(yōu)的速率時延折衷。該算法相比現(xiàn)有的算法，能夠提高速率