基于群小区架构的无线资源管理策略

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群小区架构是一个广义协作分布式架构。该架构可以充分利用多天线技术带来的优势,适应物理层先进技术并且能够有效解决由于载频提高导致小区面积减小而带来的频繁切换问题。目前,群小区架构已经成功应用于中国FuTURE TDD第四代移动通信系统。随着对个人移动通信空前增长的需求以及对个人通信的依赖,无论是用户数量还是无线通信业务量都在迅猛增加。网络资源的有限性以及通信需求的无限性是通信系统中一对根本的矛盾,该矛盾的存在使充分利用有限资源来满足用户的业务需求成为目前亟待解决的问题。无线资源管理(Radio Resource Management, RRM)的核心目标就在于解决这对矛盾。在传统的无线资源管理策略的研究中包括:接入控制、切换策略、资源分配、资源调度、负载均衡等多个方面。随着技术的发展,接入控制和负载均衡的核心问题也转换为资源调配问题,因此在第四代移动通信系统的无线资源管理策略研究中切换和资源调配的研究成为重中之重。切换问题是无线通信的关键问题,明显影响着用户业务的连续性和移动性。随着新一代移动通信系统的频率的进一步提升,小区半径进一步缩小,切换将更加频繁,问题也将更加复杂。本论文将调度思想融合在切换策略中,提出了一种增强的群小区架构的滑动切换策略——基于最大效用准则的群小区滑动切换策略。该切换策略综合考虑了用户切换过程中自身效用以及对系统中其他用户的干扰,实现了系统整体的最大效用,有效地改善了系统的切换成功率、资源利用率、掉话率等指标,实现了系统性能的提升。此外,基于经济博弈论的机会成本理论以及对用户满意度的资源调配方法的研究,本论文提出了一套适用于群小区架构的增强型滑动切换解决方案——基于机会成本的群小区滑动切换策略。该切换策略综合考虑了用户切换判决以及切换用户的资源分配问题,从长远的角度分析切换用户的性能及其对系统中其他用户的干扰,有效地改善了系统的切换成功率、切换用户服务质量、切换用户满意度、系统资源分配的有效性和公平性等指标,实现了系统性能的提升。资源调配技术出现的根源在于用户对有限资源的争用,资源调配技术是对请求接入的用户以及已经接入系统的用户进行资源的合理分配和调度,旨在使得系统的资源使用的效用最大化。资源调配的有效性和公平性一直是资源调配问题关注的焦点。为了使系统中有限的资源更好地为用户提供服务,论文提出了一种基于用户满意度的资源调配方法,以最大化系统用户满意度为目标,分析了三种类型的效用函数,并针对其中的风险厌恶类型效用函数进行了进一步的细分和对比。结合无线通信系统资源分配的基本准则选出了最适合的资源调配效用函数,即恒风险厌恶效用函数。根据业务需求的多样性对恒风险厌恶类型的效用函数进行调整,最终实现多业务系统的用户满意度的最大化。综上所述,本文在切换策略的研究中融合了资源调度的思想,实现了滑动切换成功率、系统吞吐量等指标得到了明显的改善。在系统资源调配策略的研究中,借鉴经济学领域的风险厌恶以及用户满意度的相关理论,对系统资源调配的效用函数进行改造,进而实现了吞吐量与公平性之间的权衡,提升了系统用户的满意度。借鉴经济学中的机会成本理论以及资源调配的研究成果,综合考虑切换判决和切换用户资源调配策略,提出了群小区架构下滑动切换的整体解决方案。
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