无线缓存网络中波束成形优化算法研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dabobo38
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在近年来无线网络中的流量和用户数量,用户密度都发生了爆发式增长。为了在接下来的5G网络中支持更高的网络流量,更多的用户数量和更高的用户密度,同时也要提升网络中用户的服务质量,我们需要研究提升无线网络性能的手段。然而,通过传统方法例如发掘更多频带,提升基站发射功率已经很难,采用新的无线接入网络部署方式是一个新的思路。超密集网络UDN在下一代的5G网络中被认为是一个很有前景的无线接入网部署方式,UDN网络将大量低功率的接入点以高密度被部署在无线接入网络服务区域内离用户很近的地方,能够减少基站的功率消耗,并且提高用户的服务质量。但是,UDN网络中密集分布接入点的部署方式可能造成网络中用户的蜂窝间切换会很频繁,同时蜂窝间干扰会非常大。所以为了减少用户的蜂窝间切换和蜂窝间、多用户间干扰,需要在接入连接上采用协作波束成形技术。此外,UDN网络面临的另外一个问题就是网络中接入点被部署在靠近用户的位置,可能无法提供有线回传连接,所以必须为网络中回传连接的引入无线回传技术。然而由于无线连接相对于有线连接有更容易收到噪声和干扰影响的缺点,所以无线传输容易成为网络整体的性能瓶颈,为了解决这个瓶颈问题,需要在接入点上引入缓存,在无线连接负载相对低的时候事先将可能被请求的数据传输到接入点,储存在缓存中,在用户请求数据的时候就可以直接从缓存中取出数据向用户传输而不必通过回传连接引入额外时延。此外,在采用缓存的网络中,存在是否将没有缓存的接入点加入用户的服务集合的问题,本质上即回传时延和接入时延之间的取舍,为了更精确地解决用户的接入点服务集合选择问题,需要采用接入回传联合优化的手法来通过求解接入和回传的波束成形器设计问题设计算法提升网络的性能。在本文中,我们研究了在引入缓存技术的无线回传网络中,采用不分片或分片技术的两种策略下,联合波束成形器的设计优化问题。目标是通过在调整回传连接和接入连接的波束成形权重变量,在减小回传时延和减小接入时延之间做取舍将接入传输与回传传输的总时延最小化。通过把接入阶段和回传阶段之间每个用户的服务AP集合选择权衡用优化变量相关的符号表示,把接入阶段和回传阶段这两个阶段的两个互相影响优化问题组合成一个DOBD问题联合解决。但是这个问题是复杂的非凸问题,需要将原问题通过应用SCA理论和SDR方法,转化和近似为可以处理的近似问题,并且基于SCA的流程设计了一个迭代算法,在每轮迭代中求解凸优化问题,每轮迭代后通过更新使新一轮的凸优化问题比上一轮更接近原问题直到收敛,从而获得原问题的近似解。为了验证我们提出的迭代算法的性能和收敛性,我们进行了模拟,给出了仿真结果,展示了以上算法在不同的网络场景和是否分片传输与存储的策略下的收敛情况,并且通过比较DOBD问题的算法和不采用联合优化的COBD问题的算法的收敛后总时延来证明传输总时延通过我们提出的算法能够得到降低,特别是在低缓存状况下能够得到大幅降低。
其他文献
本研究通过调制菌糠发酵饲料和甘蔗梢青贮,探讨添加剂对菌糠发酵饲料和甘蔗梢青贮饲料发酵过程和品质的影响;调制菌糠与甘蔗梢混合发酵饲料,探讨添加剂对菌糠甘蔗梢不同混合
随着我国养殖行业的快速发展,大规模、高密度的集约化养殖模式以及疫病流行、抗生素滥用等多种外界有害因素的刺激,导致氧化应激问题在家畜养殖过程中普遍存在,而氧化应激则
软件测试是确保软件质量的重要方法,基本的技术手段是利用不同的测试案例去执行被测程序,测试案例的选取密切地关系着软件测试的质量和软件的质量。符号执行是一种经典程序分析技术,它将程序中的变量符号化来模拟程序的运行,收集程序路径,使用约束求解器对路径约束条件求解后得到测试案例。现实中,符号执行的应用受到路径爆炸和约束求解等问题的制约,被测程序中的循环结构是重要的影响因素,可能会导致程序路径规模成倍增长,
主动悬架凭借其对车身姿态的主动调控,使应急救援车辆在一些复杂工况下也能保证驾驶的平顺性,在提高车辆行驶速度的同时,也避免了对伤员和一些精密救援设备的间接损害,保障了
地铁运量大、速度快、安全可靠,已成为超大城市公共交通的第一选择,成都到2024年底将形成总长超700公里的地铁交通网络。地铁在穿越住宅、商业区域时噪音会影响民众生活,穿越
随着无线通信的高速发展,高速信号处理、雷达、移动通信以及射电天文等个领域对于高速模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)的速度要求越来越高。而折叠插值型(Folding and Interpolating,F&I)ADC由于其具有高采样率、精度适中的优势广泛应用于高速通信系统,因此研究单核高速、高精度、低功耗的折叠插值型ADC具体重要价值和意义。本文对F
渗透破坏是堤坝、基坑等工程失事的主要形式,因而,抗渗计算就显得很有必要。当前,黏性土地基的临界水力坡降多采用太沙基临界水力坡降公式或依经验公式而定,前者未考虑土体抗
近年来,辅以视觉传感器的柔性工业机器人在自动化工厂中承担了越来越多的作业任务。视觉传感器通过获取现场环境中操作目标的三维形貌、空间位姿、表面纹理等信息,引导机器人
近年来,人们对太赫兹科学技术投入了越来越多的关注目光。太赫兹技术在5G通讯、安防、物质鉴定等多个领域都日臻成熟。由于大气环境现实环境中水的存在,制约有效信号的获取,
变胞多指灵巧手是采用球面五连杆机构作为手掌的一种新型多指灵巧手,通过将可重构变胞机构运用到机械灵巧手的手掌部分,以增加手掌额外自由度的方式拓展了机械灵巧手的工作空