基于C-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)資源管理的研究.pdf

1、隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展和智能設(shè)備的更新?lián)Q代，數(shù)據(jù)流量呈現(xiàn)了爆發(fā)式增長，網(wǎng)絡(luò)能耗也隨之大幅度增加。由于頻譜資源的稀缺，滿足用戶日益增長的流量需求將給無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商帶來巨大的挑戰(zhàn)。近年來，一種新的無線接入網(wǎng)架構(gòu)——云無線接入網(wǎng)絡(luò)(Cloud Radio Access Network，C-RAN)應(yīng)運(yùn)而生。在C-RAN架構(gòu)中，傳統(tǒng)的基站分成無線射頻單元(Remote Radio Heads，RRHs)和基帶處理單元(Baseband Unit

2、s，BBUs)這兩部分，所有的RRHs分布在遠(yuǎn)程站點(diǎn)共享運(yùn)行在云中心的BBU資源池。通過資源處理集中化，能夠更有效地根據(jù)小區(qū)負(fù)載和用戶的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)需求，綜合利用計(jì)算資源、頻譜資源和能量資源。但是在C-RAN這種新的無線接入網(wǎng)架構(gòu)中，傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)資源管理機(jī)制將面臨新的挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步優(yōu)化。
　　本文主要關(guān)注基于C-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)資源管理的研究，主要考慮從頻譜效率和能量效率這兩個(gè)方

3、面進(jìn)行優(yōu)化，目標(biāo)是提高基于C-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜和能量利用效率。主要貢獻(xiàn)如下:
　　在頻譜效率方面，研究基于C-RAN架構(gòu)的家庭小區(qū)網(wǎng)絡(luò)頻譜效率優(yōu)化問題。在傳統(tǒng)的家庭小區(qū)網(wǎng)絡(luò)中，頻譜效率優(yōu)化機(jī)制可以通過合適的頻譜資源分配機(jī)制來有效地解決干擾問題，提高頻譜利用效率。但是，這些機(jī)制大多數(shù)都不考慮用戶的QoS需求，而用戶的QoS需求通常是無線網(wǎng)絡(luò)所需要考慮的重要因素之一。因此，本文考慮到傳統(tǒng)的頻譜資源分配機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，充分利

4、用C-RAN架構(gòu)按需分配的優(yōu)勢，提出了一種新的QoS感知的按需動(dòng)態(tài)頻譜資源分配機(jī)制，從而解決家庭小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的干擾問題，提高頻譜利用效率。仿真結(jié)果表明了本文所提的頻譜資源分配機(jī)制相比于兩種其他基準(zhǔn)機(jī)制可以有效地減小家庭小區(qū)用戶的中斷概率，提高頻譜利用效率。
　　在能量效率方面，研究基于C-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)能量效率優(yōu)化問題。在傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)中，能量效率優(yōu)化機(jī)制主要關(guān)注RRH傳輸能耗。但是，在基于C-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)，BBU處理能

5、耗會隨著RRH的負(fù)載動(dòng)態(tài)變化，它也是基于C-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)能耗的重要組成部分。因此，本文聯(lián)合優(yōu)化RRH傳輸能耗和BBU處理能耗，建立了新的基于C-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)能耗優(yōu)化模型，提出了一種新的QoS保證的功率控制機(jī)制，以此達(dá)到節(jié)能和提高能量利用效率的目的。同時(shí)，分析了網(wǎng)絡(luò)能耗、BBU處理能耗、RRH傳輸能耗與RRH的負(fù)載之問的關(guān)系，證明了在基于C-RAN架構(gòu)的無線網(wǎng)絡(luò)中全負(fù)載模式無法保證網(wǎng)絡(luò)能耗達(dá)到最小，這不同于傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)的