面向下一代移动通信系统的无线资源管理

基本信息
批准号:61701425
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:陈怿
学科分类:
依托单位:香港中文大学(深圳)
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宋之尹,陈仲澍,喻根
关键词:
信道分配功率控制用户联盟干扰模型下一代移动通信系统
结项摘要

The mobile communication system is accelerating towards the fifth generation (5G), with the goal of providing broader network coverage and faster data rates. Scientific planning and configuration of wireless network resources is the key to achieving these goals. The existing research on radio resource management is still based on the traditional Gaussian interference model, which is established by applying the central limit theorem, that is, assuming the number of co-channel interferers is large, and the interference signals are independent and identically distributed. In the past, the cellular mobile system has a single structure and a large channel reuse factor, and thus it is possible to satisfy the condition. But the next generation mobile communication system introduces small cells and relays, in addition to macro cells, which constitutes a heterogeneous wireless network, and hence Gaussian interference model may not be accurate. The goal of this project is to consider a more realistic interference model and to build a framework for radio resource management. This framework will take into account the diversity of network structures and the differences in user terminals, and can be used flexibly and comprehensively for mathematical modeling of wireless resource management issues. In this framework, the project will focus on analysis to solve three problems: 1. Power control based on the new proposed interference model; 2. Performance analysis and optimization for relay networks; 3. Integrated power control, user association and channel allocation optimization and algorithm design.

移动通信系统正朝着第五代发展(5G),目标是提供更广的网络覆盖范围以及更快的数据传输速率。科学规划无线网络资源是实现这目标的关键。现有关于无线资源管理的研究都基于传统的高斯干扰模型,其成立的条件是能够应用中心极限定理,即同频干扰的用户数目很多,且干扰信号独立同分布。以往的蜂窝移动系统结构单一且运用较大的信道复用因子,或许能够满足条件。但下一代移动通信系统在传统宏基站的基础上引入了微微基站、中继等,构成分层异构无线网络,高斯干扰模型未必准确。本项目的目标是考虑更接近实际条件的干扰模型,构建无线资源管理的通用框架。这个框架将充分考虑网络结构的多样性和用户终端的差异性,能灵活地、综合地被用于对无线资源管理的问题进行数学建模。在这个框架下,本项目将侧重分析解决三个问题: 1.基于新干扰模型下的功率控制; 2. 中继系统的性能分析和优化; 3. 整合功率控制,用户联盟和信道分配的资源优化和算法设计。

项目摘要

移动通信系统正朝着第五代发展,目标是提供更广的网络覆盖范围以及更快的数据传输速率,科学规划无线网络资源是实现这目标的关键。本项目面向引入中继技术和非正交多址接入技术的下一代移动通信网络展开无线资源管理的研究,主要完成了以下创新性工作。首先,构建引入中继节点的移动通信网络的无线资源优化通用框架,提出一套系统的方法用来分析和解决这个框架下的功率控制和时隙分配问题,并探讨了网络编码技术对提升系统性能的效益。其次,针对具备非正交多址接入技术的下一代移动通信网络,研究多小区场景下的功率控制、用户顺序和波束成形等综合优化问题,给出最优用户顺序的充分必要条件,并基于此设计了分布式寻优算法。理论分析系统在上行链路和下行链路的对偶关系,给出了两者的可达容量域的数学表达式,证明了两者在容量域上的一致性,并提出一套具有实用性的容量域寻界算法。最后,研究基于协议序列的多址接入方法,提出了两类协议序列的构造方法,理论分析了协议序列的汉明相关特性,推导出系统吞吐量的上、下界和数据包传输时延的上界,并探讨了协议序列在实际网络中的应用。本项目的研究成果能够对未来无线通信系统的设计和性能分析提供理论支撑,也为移动运营商布局和运作下一代移动通信系统提供参考方案。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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