论文部分内容阅读
近几年移动设备和移动网络服务的发展迅速,在蜂窝网络中产生了巨大的流量。流量暴增带给运营商巨大的挑战,运营商需要提出一种高效并且低成本的方法解决蜂窝网络资源紧缺的压力。流量卸载技术是为解决当前移动网络数据量逐年快速增加的问题而产生的新技术,它利用互补网络技术将蜂窝网络的部分数据转移到其他网络,从而起到减小蜂窝网络负载、提升用户体验以及降低资费等效果。此外,第三代合作伙伴项目(theThird Generation Partnership Project,3GPP)提出 了一种双连接(Dual-Connectivity)技术,该技术能够使移动用户通过两个不同的接口同时连接到宏蜂窝基站与其他共存网络接入点。即每个移动用户(Mobile User,MU)在连接蜂窝基站(macro Base Station,mBS)的同时,可以同时连接其他网络接入点(Access Point,AP)。该技术有效的帮助用户MU根据自身的流量需求和功率需求进行有效的调度。本文结合数据分流技术和双连接技术的优点,设计了基于双连接的数据分流方案,对数据分流网络中的资源最优化配置。本文的主要内容和贡献如下:1,在单蜂窝模型的场景,设计了一种面向用户功率消耗代价最小化的最优资源配置方案。该方案通过对用户的流量进行调度的同时对功率进行优化调度,通过联合调度的方法优化系统效益。在本章中,通过对建模问题的特点和特性进行分析,我们先对问题进行等价转化并且将问题分成两个问题去进行解决。我们提出了基于二分法搜索的优化算法解决底层问题,然后基于底层问题的求解,再次提出了基于枚举法的线性搜索优化算法解决上层问题。本章的数值仿真结果可以证实我们提出的优化算法的精确性以及高效性。2,在多蜂窝的场景中,设计了一种基于双连接的用户功耗最小化的最优资源配置方案。我们将问题分为两步进行逐一解决。首先,我们考虑在单个蜂窝的模型下最小化用户的功率消耗和。然后基于单个蜂窝的结论设计有效的算法进行求解。我们首先根据该模型的问题特性进行等价转换并证明其是一个严格的凸优化问题,然后基于凸优化理论设计了二分法对转化后的问题进行求解。在单蜂窝的求解结论上,我们设计了基于模拟退火思想的多用户接入选择算法求解得到全局最优解,从而我们解决了多用户选择接入、联合用户流量调度和功率分配问题。然后通过数值仿真结果证实我们提出的优化算法的精确性以及高效性。3,我们使用MATLAB软件完成了基于双连接的数据分流用户图形界面(Graphical User Interface,GUI)平台开发,将第二章第三章的算法与GUI界面整合在一起,将数据可视化在界面中。使用该GUI平台首先在输入区设置完参数,然后在功能区进行算法选择,然后以编程的形式执行算法结果,将最优化分流方案结果展示在GUI平台上,大大减小了改变代码中参数的繁琐程度。同时我们使用曲线图的形式将简单的数据用图的形式生动形象的描绘出来,便于用户使用时掌握到算法的具体执行过程和优势。