异构蜂窝网络中基于Stackelberg博弈的能效优化算法

设备到设备(Device To Device,D2D)通信允许移动终端无需通过基站而进行直接通信。为提高蜂窝系统能效,引入D2D通信共享频谱资源形成异构蜂窝网络。本文将D2D通信的能效优化问题转化为博弈收益最大化问题,并提出了一种基于Stackelberg博弈的分布式功率控制算法。针对系统模型中存在的跨层干扰以及层内干扰,该算法建立了干扰价格系数与D2D对发送功率之间的函数关系,并求解出给定干扰价格系数下D2D对最佳发送功率的闭合表达式。仿真结果表明所提算法能够在最大化基站端蜂窝用户收益的基础上有效提高D2D对的总能效。      

蜂窝网络中信道分配模型的优化设计与实现

基于基站功率控制的传统信道资源分配模型,采用的帧结构中的两跳链路处于同一时隙中,不能在一帧中完成链路的数据传递,导致系统信道资源分配业务传递滞后。提出基于资源复用的蜂窝网络信道资源分配模型,蜂窝网络采用帧结构向这些通信链路分配时频资源,通过资源复用形式降低蜂窝网络的信道分配资源消耗,在一帧中实现两跳链路的信道分配数据传递。依据扰动的Greedy算法思想,按照带有扰动的信道质量矩阵,实现蜂窝网络信道分配。处于同扇区的两个中继节点间通过动态资源分配方法,按照小区信道的业务情况动态分配信道资源。通过仿真实验分析对比信道分配需求量、阻塞率、收敛性、网络吞吐量、网络节点间通信中断概率五项指标。仿真结果表明,所设计蜂窝网络信道分配模型在对蜂窝网络信道资源进行信道分配过程中,信道资源的使用率增强,分配资源消耗低,信道分配质量提高,具有较高的业务实时性。     

异构蜂窝网络中基于能效的非正交多址接入下行功率分配算法

该文针对应用非正交多址接入(NOMA)技术的异构蜂窝网络,在考虑层间层内干扰的情况下,提出一种能效最大化的功率分配算法。该算法主要包括两部分,一部分为子信道内用户功率分配因子的求解,主要利用差分优化的方法,迭代求解。另一部分为子信道间的功率分配,主要利用凹凸程序法将原有的非凸问题简化为可解的凸问题,最后利用拉格朗日求解法得出功率最优解。仿真结果表明该算法有良好的迭代性,且新算法表明利用NOMA技术得到的系统能效较利用正交技术得到的系统能效提高了至少44%以上。     

蜂窝网络中D2D通信模式选择和信道分配算法

设备到设备(D2D)通信中,不合理的模式选择和信道分配方案会引入干扰,严重时不仅不能体现D2D通信优势,而且还将导致蜂窝用户传输速率下降。针对这一问题,文章提出了一种蜂窝网络中D2D模式选择和信道分配算法。仿真结果表明,新算法能够在有效的平衡蜂窝网络中D2D用户接入率和系统总吞吐量的同时,最小化用户之间的干扰。     

基于功率控制和信道分配的网络优化算法

WLAN已经在各种场所进行了大规模的布设,但是用户网络质量感知较差,甚至出现掉线、不能接入网络等问题。针对这种情况,设计了一种基于功率控制和信道分配的网络优化算法,该方案采用功率控制及信道分配的方法对特定范围内的无线局域网进行优化,最大化无线局域网的有效带宽,同时保证网络负载的均衡。仿真实验结果表明,提出的功率控制及信道分配的网络优化方案提高了网络的性能。     

认知型飞蜂窝网络中的子信道分配与功率控制

为了解决宏蜂窝与飞蜂窝构成的两层异构网络上行干扰与资源分配问题,提出了一种在认知型飞蜂窝的双层异构网中结合子信道分配和功率控制进行资源分配的框架。通过对异构网中跨层干扰问题进行分析与建模,将求解最优子信道分配矩阵和用户发射功率矩阵作为干扰管理问题的解决方法。模型中认知型飞蜂窝网络子信道和飞蜂窝网络用户构成非合作博弈,双方利用效用函数最优值进行匹配,构成初始信道分配矩阵;再由接入控制器根据接入条件从初始信道分配矩阵中筛选用户,并优化接入用户的发射功率矩阵,得到最优子信道分配矩阵和功率矩阵。仿真结果表明,优化框架提高了双层异构网络中飞蜂窝网络用户的吞吐量和接入率,降低了异构网中跨层干扰。     

蜂窝网络信道分配均衡化控制器的设计与实现

当前的蜂窝网络中,移动具有随机特征,使得蜂窝网络信道到达率、业务应用类型等都具有随机性,导致部分蜂窝网络信道负载过大,资源均衡性较差的缺陷。因此,依据分层架构和模块化思想,设计并实现蜂窝网络信道分配均衡化控制器,其包括应用层、控制层以及基础设施层。控制器的基础模块和应用模块协同运行,实现网络信道资源的均衡分配,控制器通过Open Flow协议控制下的南向接口,同底层网络设备交流信息。蜂窝网络信道业务通过REST接口将资源申请命令反馈给控制器,促使控制器管理底层设备完成资源数据的转发,确保信道资源分配的均衡化。实验结果表明,所设计控制器下的网络信道吞吐量、平均系统公平性指数、用户平均中断概率以及信道负载率四个指标都较优秀,取得了令人满意的结果。     

蜂窝通信网络中的分布式无线信道分配方法

文中提出了一种适用于蜂窝通信网的分布式无线信道分配方法。当网络部署环境中出现干扰后,终端用户通过控制信道,发送反馈信息至基站;基站接收到反馈信息后,对可用信道进行扫频,利用广播帧通知受干扰的终端用户可用信道信息;然后终端用户收到基站发送的广播帧后,根据优先级机制,选择新的信道重新建立与基站的通信,当蜂窝通信网中终端用户受外部干扰而信道中断后,该方法可减少终端用户和基站之间信令的开销。     

D2D通信中信道分配与功率优化联合算法

D2D通信技术能够有效降低基站的负担、减少通信时延、扩大通信系统的系统容量。事实上,吞吐量作为衡量系统容量的关键指标之一,能够直观地反映通信系统的优劣。在D2D通信系统中,D2D用户通过复用蜂窝用户的频谱资源完成通信过程,但其带来的共道干扰会影响系统的吞吐量。为此,提出一种多用户间频谱复用与功率控制优化算法,该算法首先通过信道干扰系数矩阵并结合多用户间的最低信干噪比(SINR)需求实现多用户间的最佳匹配,然后在D2D用户功率约束下,通过控制D2D用户的功率使系统的吞吐量达到最大。仿真结果表明,所提方法能显著提高系统的吞吐量。     

无线mesh网络中基于效用最优的联合信道分配和功率分配算法

该文针对多信道无线mesh网络,采用基于效用最优的定价机制,提出了一种功率-干扰价格模型,并基于该模型提出了一种分布式联合信道分配和功率分配算法。每个节点根据自己所消耗功率状况合理地定功率价格,并根据自己所受干扰状况合理地定干扰价格。通过功率价格和干扰价格来调节链路的信道分配和功率分配,使网络效用最大化。仿真结果表明：所提出的算法能够快速、平稳地收敛到近似最优解。同时还仿真了网络可用信道数目、节点射频数目和功率对系统性能的影响,可以为网络配置提供参考。     

基于PSO的D2D蜂窝网络联合信道分配和功率控制

为解决蜂窝用户(Cellular Users, CU)和终端直通(Device to Device, D2D)用户之间的干扰管理问题,提高无线蜂窝网络吞吐量,提出了一种基于粒子群优化的联合信道分配和功率控制方案。提出了具有不同约束条件的2个联合信道分配和功率控制问题,并将离散信道和连续功率联合分配给CU和D2D对,允许任意数量的D2D对与一个CU共享同一信道。通过设计适应度值避免算法陷入局部最优或产生不可行的解决方案,并使算法收敛到全局最优。通过搭建仿真网络模型进行测试验证,并与随机粒子群优化算法进行对比分析。实验结果表明,所提方法可有效提高蜂窝网络中的D2D通信网络吞吐量,且与随机粒子群优化算法相比,所提方法在D2D吞吐量、蜂窝吞吐量以及整体网络吞吐量方面具有明显优势。     

蜂窝移动通信系统中的一种新的优化信道分配模型

本文提出了一种新的蜂窝移动通信系统最优信道分配模型.首先根据信道分配的特点构造了一种信道分配方程模型;进而建立了信道分配最优模型,利用Pontryain最小值原理获得了模型的最优解;给出的仿真结果验证了分析结论的正确性.该模型可以用来有效地研究信道分配问题的宏观性能,并提供了一种高效、快速的算法.     

基于能量采集异构蜂窝网络的功率分配算法研究

针对能量采集异构蜂窝网络,由于能量到达和信道状态的随机性导致离线功率分配算法只能取得理论最优,本文提出了一种在线功率分配算法.算法在每个时隙开始时,基站控制器通过能量判别选出满足开启条件的小蜂窝基站,然后采用基于拉格朗日乘子的两层迭代算法对所选择的小蜂窝基站分配发射功率,能够实际最大化系统在每个时隙的能效.仿真表明在满足基站开启条件的情况下,所提算法可以为密集异构网络提供更高的能量效率.该算法适用于信道状态和能量状态不可预测的网络.     

基于时序差分的动态信道分配算法

合理的信道分配可以提高移动蜂窝网络的服务质量,用户高速移动以及流量突增等应用场景给移动蜂窝网络信道分配技术带来了挑战,动态信道分配算法成为当前研究的热点。基于此,首先引入用户呼叫的移动模型及其相关定义;其次建立了移动蜂窝网络信道分配环境的马尔可夫模型,使用时序差分对问题模型求解;最后通过搭建移动蜂窝网络信道分配仿真平台,在小区均匀流量和不均匀流量分布场景下对不同信道分配算法进行仿真实验。结果表明,所提算法大大降低了切换呼叫阻塞率,满足高移动高流量通信场景下的用户需求。     

同频异构femtocell联合子信道和功率分配算法

摘要：针对macro-femto同频融合网络中基于资源分配的干扰抑制问题,提出一种联合子信道和功率分配算法来抑制同频干扰。该算法通过对MU进行功率控制并采用跨层切换消除同频跨层干扰,对FU进行联合信道和功率分配消除同频层内干扰;跨层切换问题是在每一层网络目标中断概率约束下通过优化网络吞吐量实现,而基于联合信道和功率分配的同频干扰抑制问题是在切换MU的目标数据速率和其他MU以及FU干扰门限约束下,通过优化FU的和速率实现。理论分析和仿真结果表明,该算法能够提高FU的和速率,增大femtocell的网络容量,并可增加femtocell的部署数目。     

蜂窝网络和Ad Hoc网络综述

文章首先分别介绍了无线通信网络中的蜂窝网络及Ad Hoc网络的概念、发展及特点,分析了两者的不同及联系.之后又讨论了这两种网络中的信道分配问题:对于蜂窝网络介绍了基本的信道分配策略;对于Adhoc网络介绍了单频、双频和多频各自的频率分配特点.最后展望无线通信网络的发展方向和未来.     

Multi-Radio传感器网络信道分配算法的研究

为了减少通信冲突与信道干扰,本文研究了Multi-Radio Multi-Channel 传感器网络无冲突通信的信道数上界与Radio数上界,在理论上证明了当网络的通信半径NCR>3×Dis(PK)且Sensor 节点规模大于2K+1时,网络无冲突信道分配的信道数上界为△(CG),其中K为网络可采用的功率级数,Dis(PK)为网络最大功率的通信半径,△(CG)为网络信道冲突图的最大度.在此上界基础上,提出了一种信道分配算法,该算法消除了数据通信时的冲突与干扰.理论分析与实验结果表明:本文提出的无冲突信道分配算法能够显著地改善传感器网络的通信效率,提高网络的吞吐量.     

基于飞蜂窝网络的同信道功率控制研究

伴随4G时代的来临,用户对高速率的数据的要求也在不断增长,虽然宏蜂窝网络的网络覆盖密度已经比较大,但是由于路径损耗,尤其是信号在穿透建筑物时,路径损耗更加显著,由于信号在室内的覆盖问题不断凸显,飞蜂窝网在此情况下应运而生,它能够有效地弥补宏蜂窝网络的覆盖范围。但是由于飞蜂窝网络是设立在宏蜂窝网络的大环境中,同时随着飞蜂窝网络的覆盖面不断增大,宏蜂窝与飞蜂窝网络间的干扰以及邻近的飞蜂窝网络间的干扰问题,尤其是同信道间的干扰迫切需要得到解决。文章通过三种在飞蜂窝网络下的功率控制方案降低干扰从而提高了用户的吞吐量。     

基于能效优化的WSNs多径流量分配路由算法

该文针对传感器节点能量受限的特点建立能效优化模型,该模型兼顾网络传输能耗和能耗均衡特性,以最大化网络节点总剩余能量和最小化剩余能量的方差为目标,通过合理分配多条路径的流量来优化网络能效。利用权衡评价函数实现了模型的求解,进而提出一种多径流量分配路由(MFAR)算法。仿真实验表明,该算法能够合理配置各路径流量,显著提高网络能量效率,达到在降低网络能耗的同时保证能耗分布均衡的目标。