H-CRAN中IRS辅助的D2D系统资源分配与RCG波束成形优化

1

作者 许晓荣 薛纪守 +1 位作者 吴俊 包建荣 《电信科学》 北大核心 2024年第7期76-87,共12页

以异构云无线电接入网(heterogeneous cloud radio access network,H-CRAN)中智能反射面(intelli‐gent reflecting surface,IRS)辅助的端到端(device-to-device,D2D)通信系统为背景,研究了该系统中以和速率最大化为目标的资源分配与黎... 以异构云无线电接入网(heterogeneous cloud radio access network,H-CRAN)中智能反射面(intelli‐gent reflecting surface,IRS)辅助的端到端(device-to-device,D2D)通信系统为背景,研究了该系统中以和速率最大化为目标的资源分配与黎曼共轭梯度(Riemannian conjugate gradient,RCG)波束成形优化方法。以最大化系统和速率为优化目标,构造子信道复用系数、发射功率门限以及IRS反射系数模约束等多约束优化问题。对于该非线性混合整数规划问题,提出了一种基于相对信道强度的延迟接受算法,以获得信道复用系数。随后将目标优化问题分解为两个子问题进行交替优化。对于发射功率优化子问题,使用逐次凸逼近(successive convex approximation,SCA)方法进行求解。对于IRS波束成形子问题,将IRS相移约束转化为复圆流形后,采用RCG算法进行求解。仿真结果表明,当IRS反射阵源数为50、基站最大发射功率为46 dBm时,与现有信道分配方案和随机信道分配方案相比,所提信道分配方案的和速率性能分别提高了5.2 bit/(s·Hz)和14.6 bit/(s·Hz)。与无IRS通信场景相比,部署IRS的和速率性能显著提高约31.2 bit/(s·Hz)。 展开更多

关键词 智能反射面 异构云无线电接入网 D2D通信 逐次凸逼近 黎曼共轭梯度

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H-CRAN网络下联合拥塞控制和资源分配的网络切片动态资源调度策略 被引量：10

2

作者 唐伦 魏延南 +2 位作者 谭颀 唐睿 陈前斌 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1244-1252,共9页

针对异构云无线接入网络(H-CRAN)网络下基于网络切片的在线无线资源动态优化问题,该文通过综合考虑业务接入控制、拥塞控制、资源分配和复用,建立一个以最大化网络平均和吞吐量为目标,受限于基站(BS)发射功率、系统稳定性、不同切片的... 针对异构云无线接入网络(H-CRAN)网络下基于网络切片的在线无线资源动态优化问题,该文通过综合考虑业务接入控制、拥塞控制、资源分配和复用,建立一个以最大化网络平均和吞吐量为目标,受限于基站(BS)发射功率、系统稳定性、不同切片的服务质量(QoS)需求和资源分配等约束的随机优化模型,并进而提出了一种联合拥塞控制和资源分配的网络切片动态资源调度算法。该算法会在每个资源调度时隙内动态地为性能需求各异的网络切片中的用户分配资源。仿真结果表明,该文算法能在满足各切片用户QoS需求和维持网络稳定的基础上,提升网络整体吞吐量,并且还可通过调整控制参量的取值实现时延和吞吐量间的动态平衡。 展开更多

关键词 异构云无线接入网络 网络切片 资源分配 李雅普诺夫随机优化

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边缘增强H-CRAN中能耗感知的资源分配机制 被引量：1

3

作者 吕翊 王焰斌 +2 位作者 张鸿 王汝言 张普宁 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期67-78,107,共13页

针对目前移动边缘计算增强异构云无线接入网中的设备能耗高、资源利用率低以及用户服务质量恶化等不足之处,从频谱资源与计算资源的角度出发,提出了一种基于能耗感知的通信与计算资源分配机制。首先将网络吞吐量作为收入,能耗作为成本支... 针对目前移动边缘计算增强异构云无线接入网中的设备能耗高、资源利用率低以及用户服务质量恶化等不足之处,从频谱资源与计算资源的角度出发,提出了一种基于能耗感知的通信与计算资源分配机制。首先将网络吞吐量作为收入,能耗作为成本支出,建立起了服务提供商视角的利润模型框架。为了避免由于资源分配不均导致的边缘服务器资源浪费或过载,首先通过分析用户到来的各项服务请求,并利用稀疏矩阵算法合理分配频谱资源使网络吞吐量得到提升,而针对计算资源则设计了一种启发式算法,以确定用户关联和用户计算资源需求量,使每个边缘服务器都能得到充分利用;并基于资源利用的结果并结合考虑光纤前传链路容量约束,可以动态部署移动边缘计算服务器于宏基站或者远端射频头处以降低设备开销。针对不同参数指标与一天不同时刻服务请求情况的仿真结果表明,所提机制能有效地提高网络吞吐量、减少网络能耗并降低光纤前传链路的阻塞概率,相较于其他算法在各项指标上均有显著提升。 展开更多

关键词 异构云无线接入网 节能 移动边缘计算 资源分配

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基于深度强化学习的异构云无线接入网自适应无线资源分配算法 被引量：19

4

作者 陈前斌 管令进 +3 位作者 李子煜 王兆堃 杨恒 唐伦 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1468-1477,共10页

为了满足无线数据流量大幅增长的需求,异构云无线接入网(H-CRAN)的资源优化仍然是亟待解决的重要问题。该文在H-CRAN下行链路场景下,提出一种基于深度强化学习(DRL)的无线资源分配算法。首先,该算法以队列稳定为约束,联合优化拥塞控制... 为了满足无线数据流量大幅增长的需求,异构云无线接入网(H-CRAN)的资源优化仍然是亟待解决的重要问题。该文在H-CRAN下行链路场景下,提出一种基于深度强化学习(DRL)的无线资源分配算法。首先,该算法以队列稳定为约束,联合优化拥塞控制、用户关联、子载波分配和功率分配,并建立网络总吞吐量最大化的随机优化模型。其次,考虑到调度问题的复杂性,DRL算法利用神经网络作为非线性近似函数,高效地解决维度灾问题。最后,针对无线网络环境的复杂性和动态多变性,引入迁移学习(TL)算法,利用TL的小样本学习特性,使得DRL算法在少量样本的情况下也能获得最优的资源分配策略。此外,TL通过迁移DRL模型的权重参数,进一步地加快了DRL算法的收敛速度。仿真结果表明,该文所提算法可以有效地增加网络吞吐量,提高网络的稳定性。 展开更多

关键词 异构云无线接入网络 资源分配 深度强化学习 迁移学习

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异构云无线接入网架构下面向混合能源供应的动态资源分配及能源管理算法 被引量：7

5

作者 陈前斌 谭颀 +2 位作者 魏延南 贺兰钦 唐伦 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1428-1435,共8页

针对面向混合能源供应的5G异构云无线接入网(H-CRANs)网络架构下的动态资源分配和能源管理问题,该文提出一种基于深度强化学习的动态网络资源分配及能源管理算法。首先,由于可再生能源到达的波动性及用户数据业务到达的随机性,同时考虑... 针对面向混合能源供应的5G异构云无线接入网(H-CRANs)网络架构下的动态资源分配和能源管理问题,该文提出一种基于深度强化学习的动态网络资源分配及能源管理算法。首先,由于可再生能源到达的波动性及用户数据业务到达的随机性,同时考虑到系统的稳定性、能源的可持续性以及用户的服务质量(QoS)需求,将H-CRANs网络下的资源分配以及能源管理问题建立为一个以最大化服务提供商平均净收益为目标的受限无穷时间马尔科夫决策过程(CMDP)。然后,使用拉格朗日乘子法将所提CMDP问题转换为一个非受限的马尔科夫决策过程(MDP)问题。最后,因为行为空间与状态空间都是连续值集合,因此该文利用深度强化学习解决上述MDP问题。仿真结果表明,该文所提算法可有效保证用户QoS及能量可持续性的同时,提升了服务提供商的平均净收益,降低了能耗。 展开更多

关键词 异构云无线接入网 混合能源 资源分配 能源管理 深度强化学习

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异构云无线接入网下基于功率域NOMA的能效优化算法 被引量：5

6

作者 唐伦 李子煜 +1 位作者 管令进 陈前斌 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期1706-1714,共9页

针对异构云无线接入网络的频谱效率和能效问题,该文提出一种基于功率域-非正交多址接入(PDNOMA)的能效优化算法。首先,该算法以队列稳定和前传链路容量为约束,联合优化用户关联、功率分配和资源块分配,并建立网络能效和用户公平的联合... 针对异构云无线接入网络的频谱效率和能效问题,该文提出一种基于功率域-非正交多址接入(PDNOMA)的能效优化算法。首先,该算法以队列稳定和前传链路容量为约束,联合优化用户关联、功率分配和资源块分配,并建立网络能效和用户公平的联合优化模型;其次,由于系统的状态空间和动作空间都是高维且具有连续性,研究问题为连续域的NP-hard问题,进而引入置信域策略优化(TRPO)算法,高效地解决连续域问题;最后,针对TRPO算法的标准解法产生的计算量较为庞大,采用近端策略优化(PPO)算法进行优化求解,PPO算法既保证了TRPO算法的可靠性,又有效地降低TRPO的计算复杂度。仿真结果表明,该文所提算法在保证用户公平性约束下,进一步提高了网络能效性能。 展开更多

关键词 异构云无线接入网络 资源分配 网络能效 深度强化学习

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异构云无线接入网络:原理、架构、技术和挑战 被引量：8

7

作者 彭木根 艾元 《电信科学》 北大核心 2015年第5期41-45,共5页

为了缓解密集异构无线网络节点间严重的干扰,提高节点间分布式协作处理增益,同时解决云无线接入网络控制信息传输复杂、无法和已有移动通信网络融合等问题,提出了异构云无线接入网络(H-CRAN)作为5G移动通信系统的接入网解决方案。所提H-... 为了缓解密集异构无线网络节点间严重的干扰,提高节点间分布式协作处理增益,同时解决云无线接入网络控制信息传输复杂、无法和已有移动通信网络融合等问题,提出了异构云无线接入网络(H-CRAN)作为5G移动通信系统的接入网解决方案。所提H-CRAN的核心是将云无线接入网络与密集异构无线网络融合,将控制平面功能从云无线接入网络中抽离,通过已存的异构大功率节点实现控制平面功能和全网的无线覆盖,利用无线射频单元实现热点区域海量业务的大容量传输。介绍了H-CRAN的系统架构、关键技术组织和研究技术挑战等。 展开更多

关键词 异构云无线接入网 5G移动通信系统 云无线接入网络 云计算

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5G网络中异构无线网络和云架构研究 被引量：2

8

作者 董春利 王莉 张晖 《无线互联科技》 2018年第8期26-28,共3页

一种应对5G通信中无线流量爆炸的方法,是部署大量小蜂窝来生成异构无线网络(Het Nets)。Het Nets除传统的宏蜂窝外,其蜂窝由发射功率较低的小蜂窝组成。通过部署低功率小型基站,网络容量得到了改善,覆盖范围也扩大到覆盖漏洞。此外,所... 一种应对5G通信中无线流量爆炸的方法,是部署大量小蜂窝来生成异构无线网络(Het Nets)。Het Nets除传统的宏蜂窝外,其蜂窝由发射功率较低的小蜂窝组成。通过部署低功率小型基站,网络容量得到了改善,覆盖范围也扩大到覆盖漏洞。此外,所有小型、微微、毫微微蜂窝与现有宏蜂窝的重叠,导致频率复用的改善和有效性的提高。文章讨论了5G网络中Het Nets的现状,云无线接入网络(C-RAN)和异构C-RAN(H-CRAN),C-RAN的试验和H-CRAN的提案。 展开更多

关键词 5G网络 异构无线网络 云无线接入网络 小型蜂窝接入

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一种5G异构云无线接入网络的D2D资源分配算法 被引量：11

9

作者 张永棠 赵元成 《电讯技术》 北大核心 2021年第10期1250-1256,共7页

为了解决设备对设备(Device-to-Device,D2D)资源共享带来的信号干扰问题,提出了一种5G异构云无线接入网络的D2D通信资源分配算法。在保证服务质量的前提下,将宏用户设备的频谱资源分配给D2D和中继用户设备,并且把资源分配问题看作一对... 为了解决设备对设备(Device-to-Device,D2D)资源共享带来的信号干扰问题,提出了一种5G异构云无线接入网络的D2D通信资源分配算法。在保证服务质量的前提下,将宏用户设备的频谱资源分配给D2D和中继用户设备,并且把资源分配问题看作一对一的匹配博弈。采用婚姻匹配理论,得到初始的匹配方案。在初始匹配的基础上,提出了一种遵循卡尔多-希克斯(Kaldor-Hicks)原则的资源交换策略,以提高系统的吞吐量。仿真结果表明,该资源分配算法收敛较快,与现有方案相比,能使系统吞吐量提升15%以上,能给系统用户带来约10%的增益,并且有较强抗信道干扰能力。 展开更多

关键词 5G网络 异构云无线接入网(h-cran) D2D通信 婚姻匹配理论 资源交换

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异构云无线接入网络中的波束成形算法 被引量：1

10

作者 左加阔 杨龙祥 鲍楠 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期45-53,共9页

针对现有异构云无线接入网络的研究主要集中在单个蜂窝网络场景,仅考虑了蜂窝网络内部干扰,忽略了蜂窝网络间干扰的问题,研究了多个蜂窝网络共存场景下的H-CRAN,通过最大化系统总传输速率,对宏基站和无线远端射频单元的波束成形向量进... 针对现有异构云无线接入网络的研究主要集中在单个蜂窝网络场景,仅考虑了蜂窝网络内部干扰,忽略了蜂窝网络间干扰的问题,研究了多个蜂窝网络共存场景下的H-CRAN,通过最大化系统总传输速率,对宏基站和无线远端射频单元的波束成形向量进行联合优化。基于交替优化算法和拉格朗日对偶方法,提出了一种MBS和RRH波束成形向量联合优化算法。首先将原优化问题分解为2个子优化问题,然后通过迭代的求解这2个子优化问题得到原优化问题的最终解。另外,根据拉格朗日对偶方法推导出了MBS和RRH波束成形向量的闭式表达式。在仿真实验中,将所提算法与其他波束成形算法进行了比较,实验结果证明,所提算法能够较好地改善系统传输速率。 展开更多

关键词 异构云无线接入网络 波束成形 交替优化 多天线技术

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混合能源供应异构云无线接入网的功率分配和能源协作算法 被引量：2

11

作者 顾兆伟 江凌云 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2021年第5期45-52,共8页

5G异构云无线接入网(H⁃CRAN)架构下能源消耗大幅增加,考虑采用混合能源(电网和可再生能源)供电,针对如何有效利用可再生能源,提高能源效率(EE)的问题,提出了一种联合功率分配和能源协作的优化算法。首先,该算法考虑到可再生能源到达的... 5G异构云无线接入网(H⁃CRAN)架构下能源消耗大幅增加,考虑采用混合能源(电网和可再生能源)供电,针对如何有效利用可再生能源,提高能源效率(EE)的问题,提出了一种联合功率分配和能源协作的优化算法。首先,该算法考虑到可再生能源到达的波动性和用户服务质量(QoS)需求,联合基站功率分配和基站间的能源协作,以系统的能源效率最大为目标,然后采用拉格朗日对偶分解和元启发式方法求解该问题,此外,还利用了Dinkelbach的方法降低了算法复杂度,提高了收敛速度。仿真结果表明,该算法采用能源协作,电网能源消耗减少了约10%,系统EE提高了约12%。 展开更多

关键词 5G 异构云无线接入网 混合能源 功率分配 能源协作

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