基于契约的异构云无线接入网（H-CRAN）资源协同研究

Heterogeneous network (HetNet) has become the trend of mobile network development, while cloud radio access network (CRAN) works well in test. Heterogeneous cloud radio access network (H-CRAN), which has the advantages of both HetNet and CRAN, is therefore one of the candidate architectures of future wireless communication. Collaborative resource allocation is very essential for improving the throughput of H-CRAN. However, the increasing number of intelligent base stations and their hyper dense deployment brings about problems such as cooperation reducing, asymmetric information and resource externality. In this project, we try to address the aforementioned issues using contract theory, including 1) we investigate why and how intelligent base stations cooperate under the condition of asymmetric information, find out how asymmetric information affects the cooperation, and build up the cooperation framework based on contract theory, and 2) within the contract framework, on one hand we analyze the relationship between contract rules and the inter-tier resource allocation strategy, and study the equilibrium under the overall service requirements constraint; on the other hand, we investigate how externality affects intra-tier resource adaptation, and propose the intra-tier resource scheme which can overcome the negative effects externality caused. This project aids to advance new theories and methods for collaborative resource allocation in H-CRAN, and thus has great values in both academic and practice.

异构网络（HetNet）是移动网络的长期发展趋势，而云无线接入网（CRAN）已取得良好的试验效果。异构云无线接入网（H-CRAN）兼有以上两者的优势，成为了未来无线通信的候选架构之一。资源协同是提升H-CRAN吞吐量的关键，但智慧基站数量激增和超密集部署带来的站点合作减弱、信息非对称性和资源溢出效应凸显等问题致使协同效率低下。为此，本项目拟基于契约理论对上述问题展开研究：1）挖掘非对称信息下站点的合作机理，研究信息非对称性对合作的作用，基于契约理论建立合作模型和研究框架；2）在此基础上，一方面分析契约规则与层间资源协同策略之间的耦合关系，研究基于总体业务规律的层间资源协同契约均衡；另一方面探讨溢出效应对资源适配的影响，研究契约框架下面向溢出效应的层内资源适配机制。本项目既可有效解决H-CRAN资源协同的难题，又为未来移动网络的资源调度理论提供新思路，因而具有较强的学术研究和应用价值。

异构云无线接入网（H-CRAN）中，智慧基站数量激增和超密集部署带来站点合作减弱、信息非对称性和资源溢出效应凸显等问题，致使资源协同效率低下。为此，本项目通过挖掘非对称信息下站点的合作机理，研究信息非对称性对合作的作用，基于契约理论建立合作模型和研究框架；在此基础上，分析契约规则与层间资源协同策略之间的耦合关系，研究基于总体业务规律的层间资源协同契约均衡；探讨溢出效应对资源适配的影响，研究契约框架下面向溢出效应的层内资源适配机制。从而有效解决H-CRAN资源协同的难题，并为未来移动网络的资源调度理论提供新思路。..具体而言，本项目包括三个方面的研究内容：非对称信息下站点的合作机理及建模，即通过挖掘非对称信息下不同层节点的合作动机和合作模式，基于特定的合作模式，利用契约理论建立非对称信息下的合作激励模型和分析框架，并讨论合作的充分必要条件，分析信息的不对称性对合作的影响机理；基于总体业务规律的层间资源协同契约均衡，探索非对称信息下最佳的契约规则，即通过对不同业务数据样本进行分析，探索总体业务的时空分布特征与演化规律，在已经建立的契约框架内，研究宏基站在系统有效资源和总体业务规律的共同约束下资源配置的决策过程和最优策略，研究层间资源协同契约均衡；契约框架下面向溢出效应的层内资源适配，即探讨用户业务与低功率基站的层内资源适配问题，讨论溢出效应对资源适配结果及其稳定性的影响机理，研究在合作规则约束下能够满足个体业务需求且面向溢出效应的层内资源适配机制，并设计低复杂度算法。..在成果转化及应用方面，我们基于本项目的部分理论成果提交了2个发明专利。..在本项目的资助下，项目组培养了7位研究生，项目组成员共发表了SCI期刊论文7篇，EI期刊论文4篇，EI国际会议论文6篇，项目组成员参加国际或国内重要学术会议5 次，超额完成任务。