与4G相比,5G可以为用户提供超高数据速率和超低延迟服务,因此巨大的流量压力和严格的延迟要求给5G网络(尤其是前传)带来了巨大的挑战。由于传统的云无线接入网(Cloud-Radio Access Networ,C-RAN)不再能满足要求,因此可以进行灵活功能划分的无线接入网络是未来5G无线接入网络的解决方案。5G集中单元(Centralized Unit,CU)-分布单元(Distributed Unit,DU)分离架构可以通过灵活分配基带处理功能单元来减轻前传和中传链路要求,同时也具备集中化带来的益处。在满足用户服务质量和其他网络需求的前提下,优化动态无线资源分配是无线网络实现高利用率的关键。因此,5G蜂窝网络CU-DU分离架构下无线资源分配算法研究成为了一个重要研究课题。本论文选题来源于企业科研合作项目《5G无线空口关键技术研究》。本论文着重研究5G CU-DU分离架构下的无线资源分配,提出了适用于分布式DU架构和集中式DU架构的无线资源分配算法。具体内容如下:1.综述了 5G CU-DU分离网络架构下的无线资源分配算法研究现状。首先,对蜂窝网络架构演进与研究现状进行了概述。其次,对5G蜂窝网络架构演进研究进行了综述,包括5G蜂窝网络架构演进概述、5GCU-DU架构分离现状研究。然后,对5GRAN架构关键技术研究进行了综述。最后,对CU-DU分离架构下无线资源分配研究现状与挑战进行了综述。2.在5G分布式DU架构中,针对前传链路带宽受限与网络成本约束的问题,提出了联合前传链路时延和网络成本的无线资源分配算法。首先,针对分布式DU架构提出了 CU-DU/远程无线电单元(Remote Radio Head,RRH)两级架构模型,在此基础上建立了前传链路时延和网络成本联合优化问题。所提优化问题为非线性混合整数规划问题,本文将该优化问题分解为用户接入与功率和带宽分配两个子问题,然后利用UE-RRH多对一匹配求解用户接入问题、利用拉格朗日对偶求解功率和带宽分配问题,提出了两阶段启发式无线资源分配算法。仿真结果表明,所提算法能够适应5G网络中对时延和成本性能有不同需求的应用场景,有效降低了网络传输时延与部署成本开销。3.在5G集中式DU架构中,针对现有研究无法适应更加复杂化的网络场景问题,提出了联合中传链路带宽和功耗的无线资源分配算法。首先,针对集中式DU架构提出了 CU-DU-RRH三级架构模型,在此基础上建立了中传链路带宽和功耗联合优化问题。本文将该优化问题利用多智能体分布式Q-learning算法进行求解。仿真结果表明,本文所提出的算法能有效降低网络在带宽和功率上的消耗。