无线接入网演进之C-RAN技术

无线接入网（RAN）是移动运营商赖以生存的重要资产,如今移动运营商正面临着激烈的竞争环境,盈利能力日趋削弱,与此同时,移动互联网业务的流量迅速上升,用于建设、运营、升级无线接入网的支出不断增加。运营商必须寻找低成本为用户提供无线业务的方法。C-RAN技术的出现能有效解决种种问题。本文将针对C-RAN技术架构、优点、演进策略及现阶段应用情况等进行探讨分析。     

论C-RAN下的5G无线接入网架构

结合我国实际通信情况可知,基于4G网络无线接入网的蜂窝结构已经无法满足用户的高密度通信需求.在布设5G无线接入网的过程中,可利用C-RAN替代原本的蜂窝结构.本文从5G的网络需求入手,对C-RAN下的5G无线接入网结构进行分析.     

面向5G C-RAN的部署思路探讨

针对5G无线网和传输网的网络架构和部署方式,文章通过对传统网络架构的问题分析,并对C-RAN(集中化无线接入网)组网的部署原则、网络架构、前传的三种方案(光纤直驱方案、无源波分方案、有源波分)的优缺点、以及回传方案进行分析说明.认为C-RAN集中部署时在降低建设和运维成本、资源整合和节能减排方面具有较高优势,也是解决传...     

C-RAN系统中的软件基带信号处理技术

云无线接入网(C-RAN)是融合了集中化处理、协作无线电和实时云计算的无线接入网架构,不同于传统无线通信网络架构,其基带处理单元基于统一开放的软件无线电平台。本文从灵活性、实现复杂度、运算精确度、处理时延、吞吐量、资源利用率、能耗等方面对比C-RAN系统中的软件发送接收技术与传统基带信号处理技术,并以低密度奇偶校验码(LDPC)编码载波传输系统为典型案例,展示软件技术运算精确度高、性能优良,而传统技术处理时延低的特点。     

C-RAN模式下的5G承载网前传方案研究

针对5G规模化建设过程中的前传方案选择问题,从5G前传网架构变化入手,分析5G网络C-RAN(集中化无线接入网)大集中和C-RAN小集中两种不同架构下的前传网需求。给出光纤直连、无源波分、有源波分、半有源波分四种前传技术方案的组网结构,并结合两种C-RAN架构的差异化需求,对四类前传网技术方案进行优劣分析,最后给出不同业务场景下的前传网组网建议。     

能耗和时延感知的虚拟化云无线接入网络资源分配机制

针对现有虚拟化云无线接入网络(C-RAN)资源利用率低、能耗高、用户服务质量无法得到保证等问题,该文提出一种能耗和时延感知的虚拟化资源分配机制。根据虚拟化C-RAN的网络特点及业务流量特征,考虑资源约束和比例公平,建立能耗和时延优化模型。进而,利用启发式算法为不同类型虚拟C-RAN和用户虚拟基站分配资源,完成资源的全局优化配置。仿真结果表明,所提资源分配机制在提高网络资源利用率的同时,不但使能耗节省了62.99%,还使时延降低了32.32%。

     

异构云无线接入网架构下面向混合能源供应的动态资源分配及能源管理算法

针对面向混合能源供应的 5G 异构云无线接入网(H-CRANs)网络架构下的动态资源分配和能源管理问题,该文提出一种基于深度强化学习的动态网络资源分配及能源管理算法。首先,由于可再生能源到达的波动性及用户数据业务到达的随机性,同时考虑到系统的稳定性、能源的可持续性以及用户的服务质量(QoS)需求,将H-CRANs网络下的资源分配以及能源管理问题建立为一个以最大化服务提供商平均净收益为目标的受限无穷时间马尔科夫决策过程(CMDP)。然后,使用拉格朗日乘子法将所提CMDP问题转换为一个非受限的马尔科夫决策过程(MDP)问题。最后,因为行为空间与状态空间都是连续值集合,因此该文利用深度强化学习解决上述MDP问题。仿真结果表明,该文所提算法可有效保证用户QoS及能量可持续性的同时,提升了服务提供商的平均净收益,降低了能耗。

     

基于可再生能量协作的雾无线接入网络资源分配

针对雾无线接入网络(Fog Radio Access Network,F-RAN)中能耗开销巨大的问题,提出了一种基于能量收集(Energy Harvesting,EH)约束的资源分配算法,从联合模式选择与功率分配两个方面进行了研究.首先建立传输模型和能量采集模型,根据功率约束和电费支出约束建立最优化问题;再使用分枝定界法对通信模式进行选择,利用吞吐量注水法对不同传输模式下的发射功率进行分配.仿真结果表明,提出的基于可再生能量协作的F-RAN的吞吐量和电网能量效率均高于传统F-RAN,具有经济和环境双重效益.     

基于动态选择遗传算法的雷达干扰资源分配

电子战中如何针对敌方目标雷达合理高效地分配己方干扰资源,对于获取最佳干扰效益能够起到重要的作用。文中针对雷达干扰资源分配的干扰效益建立评估模型,在模糊综合评估方法的基础上引入遗传算法进行最优解搜索,在遗传算法中关键的选择步骤运用动态选择概率代替了轮盘选择,从而得到了一种行之有效的雷达干扰资源分配方法,预防了经典遗传算法中的早熟收敛问题,使资源分配算法以更大概率收敛至全局最优解。通过进行大量仿真检验,验证了文中所提方法具有有效性和正确性。     

基于改进遗传算法的干扰资源分配方法研究

针对分布式对抗系统对敌方分布式雷达的干扰效率问题,设计一种基于二进制编码的改进遗传算法,用于提高系统自主干扰资源分配效率。首先,通过前期侦察,获取雷达的性能参数,得到每部干扰机对每部雷达的干扰效能参数,生成干扰效能矩阵,以干扰总效能最大化为原则,构建目标效能函数;然后根据干扰机与雷达的数量差异建立干扰资源分配模型,确定约束条件;最后利用改进遗传算法,通过选择、交叉、变异、淘汰、继承等算子操作对模型的最优值进行求解,并给出具体算法流程。Matlab仿真结果表明,改进算法需要更少的迭代次数,能够得到最优解,能够较好地解决文中构设场景下的分布式协同干扰资源优化分配问题。     

无线接入网络中网络功能虚拟化研究综述

网络功能虚拟化(NFV)技术是近年兴起的网络技术,通过将具有特定网络功能的软件搭载在通用硬件服务器上,实现软件与硬件解耦。将网络功能虚拟化技术应用到无线接入网络中,将其部分网络功能虚拟化,可以有效地降低网络运营成本和硬件设备制造成本,提高网络部署的灵活性,满足移动用户的质量体验(Qo E)需求。为了深入了解NFV在无线接入网络中的发展现状与趋势,从3个角度对现有研究进行综述,包括无线接入网络中网络功能虚拟化的相关标准研究现状、无线网络功能虚拟化技术的体系架构以及无线接入网络中网络虚拟化资源分配的问题,并提出了网络功能虚拟化在无线网络中应用存在的挑战。     

OFDMA分布式无线接入网络中基于共享标准的资源分布研究

Distributed radio access network (DRAN) is a novel wireless access architecture and can solve the problem of the available spectrum scarcity in wireless communications. In this paper, we investigate resource allocation for the downlink of OFDMA DRAN. Unlike previous exclusive criterion based algorithms that allocate each subcarrier to only one user in the system, the proposed algorithms are based on shared criterion that allow each subcarrier to be allocated to multiple users through different antennas and to only one user through same antenna. First, an adaptive resource allocation algorithm based on shared criterion is proposed to maximize total system rate under each user’s minimal rate and each antenna’s maximal power constraints. Then we improve the above algorithm by considering the influence of the resource allocation scheme on single user. The simulation results show that the shared criterion based algorithm provide much higher total system rate than that of the exclusive criterion based algorithm at the expense of the outage performance and the fairness, while the improved algorithm based on shared criterion can achieve a good tradeoff performance.     

异构云无线接入网络:原理、架构、技术和挑战

为了缓解密集异构无线网络节点间严重的干扰,提高节点间分布式协作处理增益,同时解决云无线接入网络控制信息传输复杂、无法和已有移动通信网络融合等问题,提出了异构云无线接入网络(H-CRAN)作为5G移动通信系统的接入网解决方案.所提H-CRAN的核心是将云无线接入网络与密集异构无线网络融合,将控制平面功能从云无线接入网络中抽离,通过已存的异构大功率节点实现控制平面功能和全网的无线覆盖,利用无线射频单元实现热点区域海量业务的大容量传输.介绍了H-CRAN的系统架构、关键技术组织和研究技术挑战等.     

Low complexity resource allocation and scheduling algorithms for downlink SDMA systems

The downlink zero-forcing beamforming strategy in the case of random packet arrivals is investigated. Under this setting, the relevant fairness criterion is the stabilization of all buffer queues which guarantees a bounded average delay for all users. It has been shown that allocating resources to maximize a queue-length-weighted sum of the rates is a stabilizing policy. However, the high complexity of user selection and the feasible rates determination for optimal scheme may prevent the real-time scheduling operation. Two low complexity algorithms are provided taking the channel state, queue state and orthogonality into account. In particular, the authors pick the first user with the largest product between channel gain and queuing length, and select the remaining users to construct candidate user set based on the greedy user selection method or channel orthogonal user selection method. Then, the power and rate allocation for the selected users are implemented based on the modified water-filling method. The complexity of the proposed algorithms is analyzed. The average delay and average throughput are studied in homogeneous scenarios and heterogeneous scenarios, respectively. Simulation results show that the proposed algorithms can take full advantage of the multi-user diversity gain and provide average delay (or throughput) and fairness improvement compared with channel-aware-only schemes.     

3G中的QoS结构及无线资源分配策略

在3G（第3代移动通信系统）中，为了给不同类型的业务提供不同级别的端到端QoS，网络资源必须进行合理分配。QoS和资源分配是密不可分的，而无线资源分配显得尤为重要。文中提出了UMTS的QoS结构，分3部分对空中接口部分的QoS（即无线资源分配策略问题）进行了讨论：首先提出了一种RRA算法，接着讨论了W－CDMA和TD－CDMA系统的无线资源分配问题，最后讨论了下行链路及上行链路的呼叫允许控制（CAC）。     

下一代协作式无线接入网的网络架构及性能

伴随着网络扁平化的趋势,下一代的无线接入网逐渐向分布式方向发展,基以协作的方式进行无线资源优化配置来提高空口的频谱效率。无线接入网通过基带资源聚合等手段,可以极大地提升基站设备的利用效率同时更有效地利用机房空间,满足低成本建设与维护网络的要求。