認知使能的蜂窩異構網路性能最佳化技術研究

《認知使能的蜂窩異構網路性能最佳化技術研究》是依託北京郵電大學，由滕穎蕾擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：認知使能的蜂窩異構網路性能最佳化技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：滕穎蕾
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

針對蜂窩異構網路小區劃分靈活、覆蓋加強、綠色節能、頻譜/能量效率高、靈活組網等特點，綜合認知無線電的自主頻譜感知和重配置能力，在認知使能的蜂窩異構網路架構下開展網路最佳化關鍵技術的研究。主要包括：（1）研究認知蜂窩異構網路中容量與覆蓋聯合最佳化的建模與分析；（2）在認知蜂窩異構網路架構下，研究聯合感知和接入過程的最佳化設計；（3）研究基於無線回程的認知蜂窩異構網路的資源分配，基於異構回程能力的多接入選擇方案以及基於能量效率和頻譜效率折中的動態最佳化問題；（4）以動態TDD上下行幀結構及跨層協定最佳化為著力點，研究認知蜂窩異構網路基於D2D場景的傳輸協定最佳化設計。本課題面向未來認知蜂窩異構網路架構，綜合蜂窩異構網路的異構化密集部署，認知無線電的靈活頻譜利用特性，致力於網路性能最佳化技術的研究，深入探索認知蜂窩異構網路的性能增益，從而使得網路的整體性能得到進一步提升，預期具有深厚理論探索空間和潛在的套用價值。

結題摘要

本課題執行時間為2014年1月至2016年12月，針對於認知蜂窩異構網路的性能最佳化技術開展了理論探索，以認知使能的宏基站、小基站、中繼、D2D節點等為研究對象，以認知蜂窩異構網路性能最佳化為研究核心，設計合理有效地網路最佳化方案，以取得認知蜂窩異構網路的性能增益。相關研究成果包括：在影響重大的國際會議、期刊和國核心心期刊上共發表論文18篇（其中SCI檢索論文4篇，EI 檢索論文14 篇），申請國內外專利12項，撰寫著作1本，輸出CCSA標準化研究報告1 項，CCSA協會標準1項，培養博士研究生7人，碩士研究生22人，超額完成預期指標。目前全部研究內容均已按期完成，並拓展了異構密集網路部分的相關理論研究，主要包括以下四個方面：（1）容量與覆蓋聯合最佳化，建立異構場景下中斷機率和容量分析模型，分別通過覆蓋區域和覆蓋空洞的聯合最佳化和基於用戶吞吐量百分位水平，提出基於用戶需求的容量和覆蓋的聯合最佳化算法。（2）聯合感知和接入的設計最佳化，綜合考慮感知精度要求、層間層內干擾及資源約束等條件，分別基於集中式的凸最佳化和分散式的博弈論的方法構建模型，實現聯合感知和接入過程的綜合設計。（3）基於認知分層架構的動態最佳化，分別研究無線回程約束的認知蜂窩異構網路資源最佳化、消除層間干擾的資源最佳化、基於SE與EE折中的動態最佳化以及家庭網路場景基於QoE的多接入方案等。（4）D2D場景的傳輸協定最佳化設計，提出基於不同上下行比例業務的動態幀比例分配算法和雙幀結合最佳化方案，針對具有快取能力的用戶快取場景分析覆蓋率以及移動場景下D2D用戶快取的成功機率。 本課題針對認知蜂窩異構網路性能最佳化，綜合蜂窩異構網路的異構化密集部署、認知無線電的靈活頻譜利用特性，提出若干最佳化方案，並給予理論分析/證明，算法驗證，所提出容量和覆蓋聯合最佳化方案得到華為公司認可，認知使能的聯合感知和接入策略研究被普天通信研究院納入專網設計，部分成果推廣到CCSA協會標準，經過三年探索，研究成果已經初步並逐漸顯示了在實際系統中的套用價值。