电信网络资源管理系统建设探讨

随着中国电信市场的逐步开放．电信行业的竞争日益激烈．如何提高企业自身的市场竞争力．已经成为电信企业面临的关键问题。应该看到．未来电信业竞争的焦点将不再是资源的优势,而是在电信业务的经营水平和服务质量上。为此．电信运营企业必须拥有先进的运营支撑系统,而电信网络资源管理系统（NRM）是运营支撑系统的基础。随着网络规模和网络资源的不断扩大．如何通过对网络资源的动态管理来调动和有效配置它,以提高网络资源的使用效率,降低网络运营成本．成为提高企业竞争力的一个突破口。下面通过对某电信运营商资源管理系统的建设过程来对这方面的问题进行探讨。     

协作异构网络中的用户接入与功率控制联合优化

本文研究协作异构网络下行传输中的用户接入和功率控制问题。考虑多基站采用协作传输来回避小区间干扰,在满足用户数据率需求、单基站功率约束、以及给定每个用户最多接入基站个数的限制下,最小化所有基站的总发射功率。该问题属于包含0/1变量和连续变量的组合优化问题,其全局最优解可以通过遍历搜索得到,但会导致很高的计算复杂度。为了降低复杂度,本文提出了一种基于几何规划的用户接入和功率控制联合优化方法。所提出的方法首先将问题中的0/1变量表示为连续函数,进而将得到的优化问题转化为几何规划问题并进行求解。仿真结果表明,相比于现有的用户接入最近基站方法、用户接入信号最强基站方法、以及偏移接收能量最大方法,所提出的方法能够有效地平衡网络中各小区负载,因而可以支持更高的用户数据率需求,在相同的用户数据率需求下能够大幅降低系统的总发射功率。      

空间相关信道下的交替多用户调度算法

针对多用户多输入多输出（MIMO）系统,研究了空间相关信道下的多用户调度问题。通过推导用户信道向量夹角的统计特征,分析了多用户调度算法对所调度用户间正交性的影响。分析结果表明在空间相关信道下现有基于串行搜索的调度方法在统计意义上降低了被调度用户之间的正交性,从而导致基于串行搜索的调度算法与最优的穷举搜索之间存在较大的性能差距。为了提高相关信道下多用户MIMO系统的性能,提出了一种基于交替搜索的多用户调度算法及其低复杂度实现方法。仿真结果表明,所提出的用户调度算法能够有效地弥补基于串行搜索的调度方法的性能损失,在空间独立信道和空间相关信道下以较低的计算复杂度获得接近穷举搜索的最优性能。      

功率约束条件不同时下行相干CoMP传输异构网的性能

本文研究在异构网中进行相干协作多点传输时低复杂度迫零（ZF）预编码的性能。我们考虑在同构网中常用的低复杂度ZF预编码结构,即先进行ZF波束形成再进行功率分配,分析在采用和功率约束及单基站功率约束下使和数据率最大的功率分配时协作传输的性能,并与实际系统中常用的等功率分配的性能进行比较。分析结果表明,在异构网多载波系统中进行下行相干协作传输时,与在同构网中的结果不同,协作传输后单基站功率约束的性能远优于其他功率约束下的性能。但是,当协作的宏基站与微基站最大功率差别较大时,宏用户的性能在协作后甚至不如不进行协作传输,而微用户的性能会有所提高。这意味着在异构网中设计协作预编码时必须考虑单基站功率约束,而且不能只对功率分配进行优化设计。      

异构网中宏、微基站间存在频偏时的干扰协调方法

该文考虑骨干网只能进行少量信息交换的多载波异构蜂窝网络,研究微系统进行下行传输时对宏系统的干扰协调问题。针对多载波宏基站和微基站之间存在频偏的场景,在保证对宏用户的干扰小于预定干扰门限的前提下,以最大化微系统数据率为目标,在已知瞬时干扰信道和统计干扰信道信息的条件下分别设计最优和次优发射预编码。分析和仿真的结果表明,次优算法只需迭代一次就能达到接近最优算法的性能,因此具有较低的计算复杂度。所提出的方法只需要在宏基站和微基站之间通过骨干网交换少量信息,具有较低的信息共享资源开销。所提出的方法适用于微基站附近存在多个宏用户的场景。     

VR全景视频时空切片传输的流量评估与建模

为了刻画虚拟现实（VR）全景视频的传输流量需求,针对时空切片传输模式,首先,基于VR全景视频观看数据集,对传输流量评估与空间切块方式和时间分段方式之间的关系进行仿真。然后,基于仿真结果,对VR全景视频的传输流量进行统计建模,建立传输流量与空间切块数量和时间分段长度之间的函数关系。最后,基于得到的传输流量模型,提出一种VR全景视频时空切片方式的嵌套优化方法,其外层对空间切块数量进行遍历寻优,内层直接计算最优的时间分段长度。研究和仿真结果表明,传输流量近似服从正态分布,其均值和方差与时空切片方式有关;通过对不同类型的视频分别进行传输流量统计建模,基于所建立的流量模型优化得到的时空切片方式与通过仿真搜索得到的最优切片方式性能接近。     

面向无线边缘缓存的文件库大小分析

文件库大小对无线边缘缓存的性能具有重要的影响。本文基于Zipf文件流行度模型，分析了文件库大小与用户请求数、流行度参数等因素的渐近关系。研究结果表明，当用户请求数较少时，文件库大小随请求数线性增长，而当请求数较多时，文件库大小随请求数呈负指数增长，这一结论适用于不同的流行度参数。仿真结果验证了所分析结果的准确性，并基于校园网中采集的典型视频网站请求记录验证了分析结果的有效性。在实际系统中，无线边缘节点覆盖范围内的用户请求数通常远小于视频网站的文件总数，因此用户请求的文件库大小随请求数线性增长，而非文献中猜测的亚线性增长，这对提升无线边缘缓存性能带来严峻挑战。      

频率选择性信道下的MIMO收发机联合设计

研究了频率选择性信道下非块传输多天线系统的线性空间收发机联合设计问题,提出了基于最小均方误差准则(MMSE)的联合最优收发算法.为了避免MMSE算法所需要的收发机迭代计算,还给定MMSE接收机、提出了一种低复杂度的串行搜索迫零(ZF-SS)发射预编码,它能够采用多天线提供的空间资源减小或消除多径信道带来的符号间干扰.仿真分析表明,MMSE算法和ZF-SS算法在高信噪比下的性能明显优于现有的基于特征值的波束形成算法.     

基于实测数据集预测用户请求行为对主动边缘缓存的影响

由于无线边缘节点的缓存空间很小，在流行度已知时主动缓存策略的性能远优于被动缓存。最近，业界开始研究在文件流行度等用户请求行为未知、需要进行预测时的主动边缘缓存，发现主动缓存依然优于被动缓存。然而，大多数工作基于合成的数据集或者在推荐系统等领域采集的开源数据集，难以反映无线用户的请求行为。本文采用一个在局部区域每秒记录用户请求视频次数的实测数据集、利用神经网络预测用户在未来短期内的个体和群体行为，基于预测的用户行为信息在宏基站或微基站进行主动缓存。研究结果表明，当采用实测数据集时，由于用户请求行为具有很强的时间局部性、甚至是猝发性，所造成的虚警、漏警和加性误差使被动缓存优于主动缓存、且在宏基站缓存时增益更大；一旦采用合成的静态数据集，主动缓存明显优于被动缓存。这意味着不能仅用加性误差刻画预测流行度的不确定性，要实现主动边缘缓存的性能增益，更重要的是降低虚警和漏警。      

频率选择性信道下多天线系统的空间线性预编码设计

研究了频率选择性信道下多天线系统的空间线性发射预编码设计问题.针对有循环前缀的块传输系统,通过理论分析指出,在频率选择性信道下设计空间预编码可以等效成现有的在频域为多个相邻频点设计相同的空间预编码,并可以通过凸优化方法对最优方案进行数值求解.为了降低计算复杂度,提出了一种以信道容量上界最大为目标的次优预编码算法.在进行等功率分配时,这种次优方法退化为现有的特征波束形成(EBF).针对非块传输系统,分析了EBF算法存在的问题,提出了一种基于串行搜索的EBF算法.仿真分析表明,这种方法在高信噪比下的性能明显优于EBF算法.