【摘要】：由于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長和蜂窩網(wǎng)絡中頻譜資源的短缺,如何提升網(wǎng)絡的吞吐量和容量已經(jīng)成為了一個研究的熱點。在下一代蜂窩系統(tǒng)(5G)中為了進一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮^(qū)域頻譜效率,提出了密集小蜂窩網(wǎng)絡技術,通過在宏基站(MBS)下部署更多的低功率小基站(SBS),可以提高頻譜資源的復用率;另一方面,在SBS進行內容的緩存可以進一步提高鏈路質量和降低用戶下載時延,從而提升網(wǎng)絡容量。但是,隨著SBS的部署密集增加必定會導致回程資源的短缺。通過在SBS處緩存內容來降低回程資源的消耗,用戶可以從最近的SBS下載其所需的數(shù)據(jù);若SBS中沒有緩存用戶所需要的數(shù)據(jù),則需要接入MBS從核心網(wǎng)處下載,這將會導致消耗更多的回程資源。另一方面,無線接入資源同樣非常緊缺,多個小站間協(xié)作傳輸是提高接入資源利用率的有效方法。然而,緩存策略可影響當前小站間的協(xié)作機會,因此,密集小蜂窩網(wǎng)絡中緩存策略的研究是5G發(fā)展的關鍵問題。本文對聯(lián)合多點協(xié)作傳輸(CoMP-JT)和干擾的分布式緩存策略、以及考慮SBS接入負載均衡的緩存策略進行了研究,論文的主要內容如下:首先,在密集小蜂窩網(wǎng)絡中,考慮有限的接入、回程資源和SBS有限的緩存容量,針對系統(tǒng)的無線頻譜資源消耗進行優(yōu)化,提出了一種聯(lián)合CoMP-JT和干擾的分布式緩存策略。本文所提出的緩存策略考慮了CoMP-JT對系統(tǒng)的接入、回程資源的消耗和用戶成功下載數(shù)據(jù)的影響,進而影響系統(tǒng)的緩存策略和內容分發(fā)效率。在保證用戶下載速率需求的前提下,將緩存問題轉化為符合擬陣約束的次模優(yōu)化問題,通過提出的算法來計算最優(yōu)的緩存策略。通過仿真結果分析,相比于傳統(tǒng)的未考慮CoMP(基于內容受歡迎度)和未考慮干擾的緩存策略,提出的聯(lián)合CoMP-JT和干擾的資源最小化的小蜂窩分布式緩存算法有效地降低了系統(tǒng)的接入和回程資源消耗,并且保證了用戶的時延和下載速率需求。隨后,本文從均衡SBS的接入負載和提高系統(tǒng)的容量出發(fā),尤其是當小區(qū)中用戶的密度增加時,在基于聯(lián)合CoMP-JT和干擾的前提下,引入了SBS接入負載優(yōu)化的緩存策略�？紤]SBS接入容量受限,通過接入選擇因子來平衡SBS的接入負載并最大化系統(tǒng)的增益函數(shù),使得系統(tǒng)的容量增加、資源的消耗降低。通過對系統(tǒng)資源消耗、平均下載速率、SBS的平均服務用戶數(shù)等性能的仿真分析,證明所提出的基于SBS負載優(yōu)化的聯(lián)合CoMP-JT和SBS干擾的緩存策略有效地提高了系統(tǒng)的頻譜資源利用率和系統(tǒng)的容量。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2760838