无线异构网络的资源分配策略

无线异构网络要求实现不同工作模式通信系统间的资源合理分配。为了获得不同通信系统对无线资源的有效利用,参考XG架构定义了可承载不同通信系统业务需求的多维度资源容器,提出二级资源分配策略及相应的资源分配算法来实现多维度资源容器与各个通信系统之间各种业务承载需求的匹配。仿真与性能分析验证了该资源分配策略在实现不同通信系统共存的条件下,提高了无线网络频谱资源利用率。     

异构网络多网共存环境中网络资源分配技术的研究

现代社会经济的快速发展促使我国无线通信技术领域的技术不断进步,无线资源以及业务服务发展之间的矛盾也在这个过程中进一步加剧。多种类型的接入技术发展形成了异构网络环境,基于此形成的多网覆盖网络选择以及资源利用效率等研究逐步形成。异构网络中多网共存环境下的资源分配技术是当前阶段最重要的技术类型。 异构网络中主要存在集中、分布以及混合结构类型模式。分布式模式作为其中一种应用性、适应性较强的模式,得到了较广泛的应用。因为多RATs覆盖条件下的属性信息本身具有较为复杂的特征,侧重从模糊逻辑视角形成了将用户作为中心内容的网络选择算法,并通过这种方式进行拓展,建立网络资源分配技术研究。     

基于能效的异构无线网络资源分配与切换调度机制研究

【】：为了能够有效提高系统的能效,本文就提出了基于能效的资源分配机切换调度机制。首先通过微基站睡眠集中式的切换调度算法,实现用户关联基站的确定,集中式切换调度算法能够使微基站中的用户到宏基站中切换,从而降低功能消耗,对微基站睡眠准则进行有效的判断。之后基站使用以最优信道质量子载波分配调整算法实现传输功率及子载波的分配,此算法利用最大调整实现最小及最大能效用户子载波的分配,从而使网络能够接近于最优解。通过实验仿真及理论分析可以看出来,和其他的算法相对比,本文所研究的基于能效资源分配及切换调度机制算法具有较高的复杂度,但是能够有效降低网络功能消耗,提高网络速度。通过实验结果表示,基于能效的资源分配及切换调度机制能够实现异构网络能源消耗的有效提高。     

异构网络垂直切换判决策略研究

在异构无线网络中,垂直切换是实现无缝切换的关键环节。本文通过分析垂直切换判决因素和切换判决所面临的难题,对现有的主要判决策略进行了研究和分析,并提出了进一步研究的方向。     

软件定义网络的异构无线网络资源分配框架

针对各种智能设备在移动蜂窝网络中的普及及移动流量需求日益增长的问题,研究控制无线电带宽并将其分配给多个无线电用户设备,提出了一个基于软件定义网络（SDN）的资源分配框架,以及LTE/WLAN多无线电网络中异构资源分配算法。该框架将SDN范式应用到LTE-WLAN集成网络的异构资源分配,并进行了扩展,以整体的方式分配LTE/WLAN多无线电网络中的异构射频带宽。通过将集中式解决方案的功能分解到指定的网络实体的方式,来处理异构资源。模拟实验表明,所提框架可以较好地平衡网络吞吐量和用户公平性,且算法收敛性较好。     

异构网络中基于用户划分的资源分配与功率控制方案

部署异构网络是提高移动通信系统容量至关重要的举措。然而宏基站的高发射功率会使得微蜂窝边缘用户受到严重的干扰;同时,微蜂窝周围的宏蜂窝用户由于靠近微基站将同样受到其所造成的干扰,因此这些用户应该受到保护。通过研究异构网络下行传输中的资源分配与功率控制策略,提出了一种基于用户划分的资源分配与功率控制方案。首先根据用户的信干噪比对用户进行分类,同时为受干扰严重的边缘用户划分保护频带。此外,通过动态地调整每个基站在保护频带上的传输功率,在不过度牺牲系统性能情况下减轻边缘用户的干扰。仿真结果表明,与传统方案相比,该方案能够有效抑制宏蜂窝和微蜂窝边缘用户的干扰并提高整个系统的吞吐量。     

Macro/Femtocell异构网络基于能效的资源分配

能量效率(Energy Efficiency,EE)成为衡量网络性能新的指标,最大化网络能效已成为通信技术的研究热点。针对Macro/Femtocell异构网能量效率优化问题进行研究,首次将蝙蝠算法应用到能效优化问题中,并针对现有算法存在的收敛精度低,易陷入早熟等缺点,提出一种基于指数递减的惯性权重蝙蝠算法。以最大化异构网络能效EE作为优化目标,在满足异构网用户服务质量(quality of service,QOS)前提下,用改进蝙蝠算法进行频谱资源载波分配,并将算法跟标准蝙蝠、遗传算法进行性能比较。仿真结果表明,载波及用户的数量影响着网络系统能效,所提算法相比于遗传算法有效提高了系统传输速率,能效提高约11%。实验证明,在异构网络中,采用改进蝙蝠算法对载波分配可使能效得到改善。     

认知异构网络中基于不完全频谱感知的资源分配算法

针对认知异构网络中的干扰抑制问题,文中研究了如何降低其对宏用户(MU)的干扰并提高系统吞吐量。通过全面分析干扰来源,建立不完全频谱感知下的干扰模型;结合用户拓扑信息,综合考虑总功率约束和干扰约束,以最大化下行链路的吞吐量为准则构建优化问题;然后分析KKT条件,简化优化问题,进而设计出基于不完全频谱感知的分步式资源分配算法。仿真结果及性能分析表明,相比于基于完全频谱感知的资源分配算法,所提算法对MU造成的干扰更小,并且获得了更优的吞吐量性能。     

异构无线网络环境下的联合网络选择策略

异构无线网络环境下,无线终端可以采用多种接入技术(UMTS、LTE、WLAN等)进行通信.针对异构无线网络中带宽资源受限的问题,提出了一种基于带宽资源分配的网络选择策略.该策略首先以用户的信息传输速率作为目标函数,以带宽资源限制作为约束条件,采用凸优化理论得到最大化的信息传输速率,然后根据获得最大化信息传输速率所需的带宽资源和接入网络可提供的带宽资源,将用户分配到最合适的网络中,可以避免盲目接入造成的资源浪费.与已有的网络选择策略不同,提出的策略以带宽受限情况下最大化整体网络的信息传输速率和带宽利用率为目标.理论分析和仿真实验证明该文提出的网络选择策略可以获得较高的网络吞吐量和资源利用率.     

面向异构网的呼叫控制体系研究

促进多网融合是下一代网络工作的主要研究方向,如何把握切换时机,在异构网络中进行准确切换是保证用户获取最佳的通信质量的核心.提出了基于无线局域网即有资源以及用户所出位置决定切换策略的机制,对用户的移动进行预测,能够掌握较为准确的切换时机,在两个不同模式的网络之间进行切换.在此机制下,可以根据用户个性化的数据,计算获得根据新呼叫失败概率以及呼叫切换失败概率数据,从而为切换提供理论数据.通过仿真实验表明了新切换机制的有效性.     

基于能效的异构无线网络联合切换调度和资源分配算法

在宏蜂窝和微蜂窝并存的异构无线网络中,为了提高系统能效,提出了一种联合切换调度和资源分配(JSRA)算法。首先,利用基于微基站睡眠的集中式切换调度算法(CUSA)来确定用户的关联基站,CUSA将微基站用户全部切换到宏基站是否能减少功耗作为判断微基站睡眠的准则;然后,基站采用基于最优信道质量的子载波分配调整(BCSA)算法为用户分配子载波和传输功率,BCSA算法通过调整最大能效用户和最小能效用户之间的子载波分配,保证网络能效逼近最优解。理论分析和实验仿真表明,同单独考虑用户切换或资源分配的三种算法相比,JSRA算法复杂度偏高,但是在用户数为120时网络功耗最多降低44.4%,用户总速率只比一种对比算法略有下降,最多提升80%,网络能效最多提升200%。实验结果表明,JSRA算法能够有效提高异构无线网络的网络能效。     

基于效用函数的OFDM混合业务资源调度算法*

主要研究了QoS和BE两种混合业务场景下OFDM无线网络下行链路的资源调度问题,提出了一个基于效用函数的跨层资源调度模型,其能够自适应地对两种业务进行资源的联合优化分配。该模型被抽象为一个非线性整数规划问题,优化目标是系统总效用最大化,同时满足同信道干扰（CCI）约束以及QoS业务的质量要求。将该非线性整数规划问题转换为连续松弛凸规划问题进行求解,并结合最优松弛解,提出了一种简单的动态子载波分配算法,即MMU(mix-max-utility) 算法。仿真结果验证了该调度算法能使系统较好地支持混合业务,系统     

井下无线传感器网络地址分配优化研究

针对现有井下无线网络拓扑存在的问题,即分布式地址分配机制中的网络深度受限及资源浪费和随机地址分布机制中的地址冲突等问题,提出了二进制地址分配机制,即通过向父节点或子节点申请未使用的地址来优化网络拓扑。仿真分析和实际应用结果表明,二进制地址分配机制大大提高了节点入网率和井下无线数据传输的实时性和可靠性。     

Radio resource management in emerging heterogeneous wireless networks

Deployment of heterogeneous wireless networks is spreading throughout the world as users want to be connected anytime, anywhere, and anyhow. Meanwhile, these users are increasingly interested in multimedia applications such as video streaming and Voice over IP (VoIP), which require strict Quality of Service (QoS) support. Provisioning network resources with such constraints is a challenging task. In fact, considering the availability of various access technologies (WiFi, WiMAX, or cellular networks), it is difficult for a network operator to find reliable criteria to select the best network that ensures user satisfaction while maximizing network utilization. Designing an efficient Radio Resource Management (RRM), in this type of environment, is mandatory for solving such problems. In order to provide a better understanding of RRM’s design, this paper presents a detailed investigation of key challenges that constitute an efficient RRM framework. More importantly, an overview with a classification of recent solutions, in terms of decision making, is provided along with the discussion.     

Task assignment in heterogeneous computing systems using an effective iterated greedy algorithm

A fundamental issue affecting the performance of a parallel application running on a heterogeneous computing system is the assignment of tasks to the processors in the system. The task assignment problem for more than three processors is known to be NP-hard, and therefore satisfactory suboptimal solutions obtainable in an acceptable amount of time are generally sought. This paper proposes a simple and effective iterative greedy algorithm to deal with the problem with goal of minimizing the total sum of execution and communication costs. The main idea in this algorithm is to improve the quality of the assignment in an iterative manner using results from previous iterations. The algorithm first uses a constructive heuristic to find an initial assignment and iteratively improves it in a greedy way. Through simulations over a wide range of parameters, we have demonstrated the effectiveness of our algorithm by comparing it with recent competing task assignment algorithms in the literature.     

A Lamarckian Hybrid Grouping Genetic Algorithm with repair heuristics for resource assignment in WCDMA networks

In this paper we propose a novel Lamarckian Hybrid Grouping Genetic Algorithm (LHGGA) with repair heuristics for a problem of resources assignment to mobile terminals (or, simply, users) in Wide-band Code Division Multiple Access (WCDMA) networks. We propose a novel problem formulation that takes into account all the interference terms, which strongly depend on the assignment to be done. The second contribution is a cost function (to be minimized) with weighted components, which is composed of not only the load factors (including the mentioned interference terms) but also other utilization ratios for aggregate capacity, codes, power, and users without service. The second group of contributions is related to the LHGGA approach. On the one hand, we propose a novel encoding scheme, suitable for the novel problem formulation. On the other hand, we present fully tailored operators. We emphasize the proposal of a repair operator of unphysical candidates (which are substituted by their repaired versions), and a crossover operator, able to acts on groups (users assigned to a base station) in a very efficient way. The proposed LHGGA exhibits a superior performance than that of the conventional method, since most of users receive the demanded services along with a more efficient use of resources per user. The LHGGA approach has been successfully applied to a variety of scenarios: different number of users, distributions, or users profiles.     

一种无线异构网络的自适应垂直切换算法

针对移动节点在异构网络间切换性能不理想的问题,提出了一种自适应主动预测的垂直切换算法。采用一种面向当前应用程序的代价函数对可接入网络进行评估与选择;根据稳定周期、移动节点的运动速度及所处位置来自动调整切换执行时间,使移动节点能自适应地进行切换判决。仿真结果表明,该算法可以有效地减少切换延迟、分组丢失及切换次数,提高系统的切换性能,改善业务的QoS。     

异构无线系统中一种改进的垂直切换方案

针对异构无线系统垂直切换需要综合考虑多种因素的特点,提出了一种改进的垂直切换方案。方案首先考虑网络费用,对原方案的代价函数进行改进。然后根据电池电量,分别采用不同的切换方法。最后将切换语音呼叫留在原网络,以达到减小频繁切换的目的。仿真结果表明,本方案较原方案很好的减小了系统阻塞率、平均切换次数和平均通话费用,有效提高了系统性能,具有现实意义。     

基于网格的异构数据源访问体系研究

基于网格的异构数据源访问体系定义了一套通用的数据访问接口,包括结构化查询操作和非结构化查询操作.该体系采用基于网格基础构件的多层结构设计,包括附加在各个数据源之上的访问代理层和用于负责维护模板库和逻辑映射表的仲裁机构,通过在访问代理层实现与实际数据源相关的转换操作来提供对通用数据访问接口的支持.该体系实现了真正意义上的语句透明,并在最大限度上提供了数据的自动集成.