《高速移動環境下快速動態無線資源最佳化的研究》是依託北京交通大學，由徐少毅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高速移動環境下快速動態無線資源最佳化的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐少毅
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高速公路和高速鐵路的大規模運營使得高速移動環境下寬頻無線接入的需求日益增加。快速變化的無線環境、傳輸業務的實時性、日益緊張的頻譜資源必然要求高速移動環境下的無線資源管理具有以快速實時為核心，兼顧可靠性和綠色的特點。本項目緊扣高速移動環境下無線通信的特點，充分利用其規律性和可預知性，採用前攝式動態聯合資源最佳化方法：①將問題建模為馬爾可夫過程，估計出下一資源分配時間粒度內的可用無線資源；②通過排隊論等數學工具得到與時延相關的參數並通過映射轉化為嚴格的時延約束；③使用不完全信息非協作博弈理論對下一時刻的接入控制、頻率與功率進行動態聯合最佳化。效用函式的構建考慮對用戶及系統服務質量的要求以保證可靠性；算法實現過程中提高頻譜利用率和降低發射功率，滿足綠色通信的要求；高效分散式自學習算法保證資源最佳化結果儘快達到穩定與本地最優的同時接近全局最優。本課題將對高速移動環境下無線資源管理的研究提供有益積累。
結題摘要
一、高速情景下時延約束的無線資源管理方法： 1. 建立了基於移動中繼技術的高速移動環境下的系統模型，並對該模型下的干擾問題進行了分析，提出了基於非協作博弈論的功率分配方法，引入時延為參數的約束條件，以最大化有效容量為目標，在考慮進行有效協調干擾的同時維護每類用戶的服務質量。 2. 分析了高速移動環境下基於移動中繼的系統架構中切換存在的問題，提出了相應的解決方案：引入兩個參考點來保證切換時間，通過引入提前準備和雙播機制來減少切換中斷時間以及保證無縫切換。通過把我們的方法與傳統的方法在切換時延、通信中斷時間和雙播通信時間等幾個角度上的仿真和對比，顯示了我們的方法具有更好的性能。 3.針對高速移動環境下多業務多用戶正交頻分多址（OFDMA）系統下行鏈路提出一種基於不同業務QoS 需求的動態資源分配方案。 4.在基於移動中繼結構的高速移動OFDMA系統中，針對下行的干擾問題，提出了一種基於幾何規劃方法的無線資源管理方案。 二、在基於D2D子系統和蜂窩系統構成的異構網路場景中的無線資源管理： 1.在基於D2D和蜂窩系統的混合網路的高速移動環境的架構中，針對頻率資源的選擇進行了最佳化，分別提出了基於宏小區終端利用位置信息輔助的資源分配方法和D2D通信終端直接進行測量的資源分配方法。 2.在基於D2D傳輸技術的混合網路的高速移動環境的架構中，以最大化系統和吞吐量為目標，進行了功率分配的研究，極大降低了複雜度。 3. 提出了針對復用上行資源上行以及同時適用於復用上行和下行資源的干擾協調方法。 4. 提出了針對基站完全控制、基站部分控制、以及移動場景下的設備發現方法。 5. 針對D2D 與LTE 系統的混合網路，先後提出了基於有效頻率分配的干擾協調機制，基於Stakelberg博弈理論的干擾協調機制以及基於重疊的聯盟博弈機制的頻率分配算法。 三、基於Femtocell和蜂窩網路構成的異構網路的無線資源管理方法： 1. 在宏小區與毫微微小區構成的異構網路中，提出了以能耗最大化為目標的跨層最佳化的無線資源管理方法。 2. 針對認知無線電的系統，提出了基於SVD 算法的有效的檢測授權用戶的方法，並提出了分散式的載波聚合方法。 基於以上研究，共發表論文16篇（以及已接收待發表1篇）其中SCI檢索論文3篇，EI檢索論文12篇，申請專利18項，授權12項，獲得軟體著作權2項。專著1部。
