無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中面向傳輸可靠性優(yōu)化的資源分配研究.pdf

1、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是近些年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)且備受重視的一種新型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)具有成本低，體積小和自組織等特點(diǎn)，通常將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)部署在條件比較惡劣的環(huán)境中，但由于傳感節(jié)點(diǎn)具有較差的通信性能和有限的傳輸功率的特點(diǎn)，導(dǎo)致感知信息難以準(zhǔn)確可靠的傳回到匯聚節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)。在功率受限無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中，感知信息的快速傳輸和可靠的傳輸信息是兩個(gè)至關(guān)重要的目標(biāo)。然而，這兩個(gè)目標(biāo)又是相互矛盾的。通常，感知信息的快速傳輸在一定程度上會(huì)降低傳輸?shù)目煽啃裕粗?/p>

2、亦然，因此，感知信息傳輸速率和傳輸可靠性之間存在一個(gè)內(nèi)在的折中優(yōu)化的關(guān)系。從而在提高感知信息傳輸速率的同時(shí)，保證信息傳輸?shù)目煽啃猿蔀闊o(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中一項(xiàng)具有重大意義的研究工作。
　　本文在充分分析國(guó)內(nèi)外對(duì)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的感知信息傳輸速率和傳輸可靠性研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，研究了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸可靠性的協(xié)同優(yōu)化問(wèn)題，主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新工作包括:
　　(1)提出了在無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的可靠性感知的網(wǎng)絡(luò)效用最大化問(wèn)題模型，即在目標(biāo)項(xiàng)

3、中新引入了錯(cuò)誤概率函數(shù)和折中參數(shù)，通過(guò)調(diào)整折中參數(shù)，從速率效用和可靠性效用兩方面折中優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。其次，運(yùn)用對(duì)偶分解和次梯度下降法，設(shè)計(jì)了擁塞控制、碼率控制和功率控制聯(lián)合的跨層優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)速率效用和可靠性效用的協(xié)同跨層優(yōu)化。再次，分析證明了所提算法的收斂性;最后，通過(guò)仿真驗(yàn)證了所提出算法的有效性和可行性。
　　(2)研究了干擾受限場(chǎng)景下的速率和傳輸可靠性的協(xié)同跨層優(yōu)化問(wèn)題，在(1)的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入干擾，解決基于有干擾下的問(wèn)題模

4、型，使其更加貼近于實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的問(wèn)題模型，同時(shí)，使問(wèn)題模型的復(fù)雜度也有所增加。本章節(jié)通過(guò)WMMSE算法，經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)化，將非凸問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)橥箚?wèn)題，然后利用乘子方向交替(ADMM)算法，通過(guò)引入輔助變量將問(wèn)題進(jìn)行分布式求解，同時(shí)將ADMM算法和對(duì)偶次梯度算法進(jìn)行比較，最終通過(guò)仿真驗(yàn)證了分布式算法的收斂性以及驗(yàn)證了ADMM算法的優(yōu)越性，并求出了基于有干擾的無(wú)線傳感網(wǎng)速率-可靠性問(wèn)題的全局最優(yōu)解。
　　(3)多輸入多輸出技術(shù)(MIMO