蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于負(fù)載分流的擴(kuò)容技術(shù)研究.pdf

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

2、設(shè)備進(jìn)行負(fù)載分流的設(shè)備到設(shè)備（D2D，Device to Device）通信技術(shù)。
　　本文針對(duì)小小區(qū)技術(shù)，研究了通過(guò)動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)小小區(qū)基站來(lái)進(jìn)行負(fù)載分流的算法。提出了一種基于Stackelberg博弈的小小區(qū)基站動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)算法。該算法相比現(xiàn)有的集中式算法減小了算法復(fù)雜度與信息交互量，提高了小小區(qū)基站動(dòng)態(tài)開(kāi)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(chǔ)上，本文又提出了一種完全分布式的小小區(qū)基站動(dòng)態(tài)

3、開(kāi)關(guān)算法。該算法相比基于上述Stackelberg博弈的算法，進(jìn)一步減小了算法復(fù)雜度與信息交互量。
　　本文針對(duì)非授權(quán)頻譜接入技術(shù)，研究了通過(guò)動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)非授權(quán)頻譜載波來(lái)進(jìn)行負(fù)載分流的算法。提出了一種基于學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)的載波開(kāi)關(guān)接入算法。該算法使用Lyapunov技術(shù)來(lái)優(yōu)化能量消耗與傳輸速率。通過(guò)應(yīng)用Vapnik-Chervonenkis理論，證明了該算法在時(shí)變系統(tǒng)中接近于最優(yōu)算法。該算法相比載波全開(kāi)算法能顯著地減小能量消耗，相比載波隨機(jī)開(kāi)

4、關(guān)算法能明顯提升傳輸速率。
　　本文針對(duì)D2D技術(shù)，研究了利用用戶(hù)設(shè)備的移動(dòng)信息進(jìn)行負(fù)載分流的算法。通過(guò)使用Lagrange對(duì)偶分析，給出了移動(dòng)特征對(duì)于網(wǎng)絡(luò)容量的影響。提出了一種利用移動(dòng)信息的速率最優(yōu)的用戶(hù)設(shè)備選擇調(diào)度算法。通過(guò)使用Lyapunov分析與首先擊中時(shí)間分析，給出了該算法的時(shí)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(shí)延。
　　本文針對(duì)D2D技術(shù)，研究了不需要用戶(hù)設(shè)備的移動(dòng)信息進(jìn)行負(fù)載分流的算法

5、。提出了一種基于隨機(jī)線性編碼（RLC，Random Linear Coding）的用戶(hù)設(shè)備選擇調(diào)度算法。通過(guò)使用正則不完全Beta函數(shù)與首先擊中時(shí)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(dǎo)致的傳輸時(shí)延。
　　本文針對(duì)D2D技術(shù)，研究了基站與用戶(hù)設(shè)備之間協(xié)作進(jìn)行負(fù)載分流的算法。提出了一種基于RLC的分布式用戶(hù)設(shè)備選擇調(diào)度算法，其可以達(dá)到漸進(jìn)最優(yōu)的速率時(shí)延折衷。該算法相比現(xiàn)有的算法，能夠提高速率