中继蜂窝网络中能效优先的资源分配及干扰管理研究

Not only the international background of green and environmentalism, but also the practical requirement of cellular networks, makes it very important to realize energy-optimized and other QoS-guaranteed relay cellular networks. However, such problems as nonspecific metric of energy efficiency, improper resource allocation, and inefficient interference management exist in nowadays relay cellular networks. In light of the status in quo, the project, aiming at the energy efficiency measures, resource allocation, and interference management, will try to build complete analysis model for the energy-optimized relay cellular networks, and propose practical implementation algorithms. Firstly, the metric of energy efficiency will be established to serve as the theoretical guideline for latter resource allocation and interference management, including the measuring criteria for energy efficiency based on integrated QoS and the performance evaluation method based on energy efficiency gain. Secondly, energy-optimized resource allocation algorithms will be proposed to solve the problem of improper resource allocation, including low-exchange-overhead resource allocation and multi-criteria resource optimization. Finally, energy-optimized interference management mechanisms will be designed to solve the problem of inefficient interference management, including energy-efficient frequency planning and low-energy-consumed signal processing.

无论是从绿色环保的国际大背景出发，还是从蜂窝通信发展的现实需求出发，实现能效优先、兼顾其它QoS的中继蜂窝网络都有着非常重大的意义。然而，当前中继蜂窝网络存在着能效度量不明、资源分配不当、干扰管理不力等问题。针对这样的研究现状，本项目拟从能效度量、资源分配和干扰管理等角度出发，为能效优先的中继蜂窝网络建立完备的分析模型，并提出切实可行的实现算法。具体研究内容如下：1）能效度量：建立能效度量准则，为后续资源分配和干扰管理提供理论指导和性能评估依据，包括a）基于综合QoS的能效度量准则，b）基于能效增益的性能评估方法；2）资源分配：提出能效优先的资源分配算法，有效解决中继蜂窝网络中资源分配不当的问题，包括a）低交互的资源分配，b）多目标的资源优化；3）干扰管理：设计能效优先的干扰管理机制，有效解决中继蜂窝网络中干扰管理不力的问题，包括a）高能效的频率规划，b）低能耗的信号处理。

项目着眼实现能效优先的中继蜂窝网络，针对能效度量不明、资源分配不当、干扰管理不力等导致能效低下的问题，从资源分配和干扰管理的角度出发，建立完备的分析模型，并提出切实可行的实现算法。. 围绕既定目标，课题组通过大量的资料查阅、学习与交流、理论推导与分析、仿真与验证，对能效度量、资源分配和干扰管理等内容展开了深入系统的研究，取得了多项创新性研究成果，得到了国内外专家和同行的认可。项目研究达到了预定目标，完成了预期成果指标。研究成果包括：在《IEEE Communications Magazine》、《IEEE Transactions on Communications》、《IEEE Transactions on Wireless Communications》、《IEEE Transactions on Vehicular Technology》和ICC等国内外核心期刊和会议上发表论文46篇，其中SCI检索21篇，EI检索19篇；申请国家发明专利2项。项目执行期间，组织主办了6次相关学术讲座，组织人员参加了8个国内重要的学术会议；培养了博士研究生5名，硕士研究生3名，其中1名硕士研究生的学位论文被评为全军优秀硕士学位论文和校级优秀硕士学位论文。. 项目所取得的研究成果在理论上有效解决了实现能效优先中继蜂窝网络所面临的能效度量不明、资源分配不当、干扰管理不力等导致能效低下的问题，从资源分配和干扰管理的角度出发，建立了完备的分析模型，并提出了切实可行的实现算法。