异构移动蜂窝网频谱效率与能量效率的折中优化理论与机制

基本信息
批准号:61471089
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:冯钢
学科分类:
依托单位:电子科技大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:秦爽,张翼德,王剑,冯大权,孙三山,张岚,牟茜茜,张文山,黄翠
关键词:
动态配置能量效率频谱效率异构蜂窝网折中优化
结项摘要

Heterogeneous cellular network(HetNet), which is constructed by employing hierachical coverage,spectrum and system, has been considered to be a very promising infrastructure for supportting the exponential growth in demand of higher data rates and onther services in future wireless cellular networks. However, development of hierachical networks and further improvement of system capacity are constrained by both spectral and energy resources. In this project we plan to explore the mechanism and methodology for utilize spectral and energy resources with high effeciency from system and network aspect,and investigate the tradeoff and optmization between spectral effeciency (SE) and Energy Effeciency (EE).Our research will be focused on inherent relationship between system SE and EE in heterogeneous cellular networks. Next,we plan to develop tradeoff analytical model and optimization framework and address dynamic system configuration problem based on our optimization framework. Our research objective is developing theoretical model and optimization framework, and effective dynamic system configuration mechanism and algorithm, to effectvely improve overall system SE and EE performance. The reseacrh results and deliveralbles of this project can provide some useful theorectical foundation and effective technique for developing next generation 5G mobile communication systems of our country. We are going to adopt game theory, optimization and modelling in our research and validate our theoretical results and proposed mechanism and algorithm through using analysis,simulation and prototype. High-level innovative theoretical achievements and effetive techniques in the area of next generation cellular networks will be produced in this project.

为支持未来移动通信业务量的快速增长,采用覆盖分层、频段分层、制式分层的异构网络(HetNet)架构,被认为是下一代移动蜂窝网的必然之选,但这种网络架构演进受到频谱资源和能耗的双重约束。本项目拟从系统和网络的角度探索异构蜂窝网中频谱与能量的高效利用机理与方法。将着重从机理上分析异构蜂窝网中系统能量效率与频谱效率的内在关系,提出二者折中理论分析模型和系统优化设计框架,并在此框架下研究系统能量效率和频谱效率的动态优化配置问题。本项目研究目标是建立有效的理论分析及优化模型,设计出系统动态优化配置机制和算法,有效提高异构移动通信系统综合能量效率和频谱效率。本项目研究成果可为我国研发下一代5G蜂窝网资源分配管理机制提供理论基础和有效的技术手段。在研究过程中将综合博弈论、建模、最优化等分析和研究手段,通过理论分析、仿真以及实验平台验证所提出的理论和机制算法,产生高水平创新理论和技术成果。

项目摘要

本项目针对研究计划,从异构蜂窝网中基于博弈论的系统能效与频效折中优化模型出发,从异构蜂窝网中能效优先的功率分配、异构网络中基于上下行解耦的高能效传输和休眠以及面向MTC应用的高能效接入和传输三个方面展开了相关的研究工作。从理论上分析了异构蜂窝网中能效和频效的折中优化关系,设计了相应的高能效网络接入和资源优化配置算法,得到了高能效的数据传输机制和协议,实现了异构蜂窝网中高能效接入和传输机制的仿真和实验验证平台,完成了理论结果的性能验证和分析比较,提交了相关研究报告。本项目的研究较为全面地按计划完成了相关研究内容,并达到了各项指标要求。在国内外一流学术期刊和会议发表学术论文20篇,其中SCI论文9篇,包括IEEE期刊8篇,EI论文11篇;申请国家技术发明专利3项;培养博士生3名,硕士生8名,一名博士获得中国电子学会优秀博士学位论文奖励。依托本项目的研究,我们和华为等本领域重要科技公司展开了深入合作,并积极参与到了5G相关技术的研究和标准推进过程中。通过本项目的研究,我们对异构蜂窝网中系统频效和能效的相互作用关系有了深刻的理解,提出了适用于下一代移动通信网络能效优先的资源优化配置和数据高效传输机制,为5G网络中高能效接入和数据传输的标准制定提供了有用的依据,为面向未来下一代移动通信网络的绿色通信技术后续研究打下了基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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