C-RAN架构下资源池管理模型及载波迁移调度策略研究

摘要

新一代移动通信网络C-RAN是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算的无线接入网架构。该架构将基带处理资源进行集中，形成一个基带资源池，并对其进行统一的管理和动态分配。C-RAN架构下的载波迁移技术通过将虚拟基站负载业务进行迁移的方法，对于有效应对话务的潮汐现象，提高资源利用率，降低资源池总能耗具有重大意义。由于资源池内存在集中放置的大规模基带处理资源，因此如何对这些资源进行管理，以及如何在资源管理模型的基础上给出合理的载波迁移调度策略仍是亟待解决的问题。基于此，本文针对C-RAN架构下的载波迁移技术从以下两个方面展开研究：
　　（1）为便于管理基带池内集中放置的大规模处理资源，本文研究了将资源池内虚拟基站划分为簇的方法。由于虚拟基站资源属性的差异，本文分别研究了将不同类型和同种类型虚拟基站划分为一簇的分簇方案。在分析分簇应考虑的影响因素后，结合迁移时间和能耗两个指标建立相应的数学模型，分别求解两种方案下的分簇结果。本文还对方案的优化求解算法-空间交替广义期望最大化算法的迭代过程进行改进，结合分簇模型的特点将迭代过程分块进行，并引入禁忌表降低重复搜索概率，仿真验证改进后算法提高了解的质量。最后，通过将两种分簇方案和不分簇的情况进行对比，发现将不同类型虚拟基站划分为一簇的方案载波迁移效果最优。
　　（2）本文在分簇基础上研究了资源池内的载波迁移调度策略。以减小迁移代价和降低资源池总能耗为目标，以满足迁移时间和资源要求为约束条件建立数学模型，求解载波迁移调度方案，并对模型的优化求解算法最大最小蚂蚁系统优化算法进行改进。原算法中信息素挥发系数是一个静态值，而其值的大小会影响算法的全局搜索能力和收敛速度，因此本文对信息素挥发系数设置为一个随解空间和迭代次数变化的值。通过仿真改进后算法、原算法和基本蚁群算法在求解不同规模问题时得到的解空间的分布情况，比较三种算法的C指标和M指标，得出改进后算法搜索更优解的能力强于比其他两种算法。仿真结果表明将改进后的算法应用于载波迁移调度策略，能在付出较小迁移代价下达到较低的资源池总能耗。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究现状及研究意义

1.3论文的主要贡献及结构安排

第二章 C-RAN架构下载波迁移相关技术基础

2.1 C-RAN无线接入网架构概述

2.2载波迁移相关技术

2.3本章小结

第三章 虚拟基站分簇方法

3.1引言

3.2问题描述及分析

3.3优化求解算法

3.4仿真分析

3.5本章小结

第四章 载波迁移调度策略

4.1引言

4.2问题分析及模型建立

4.3优化求解算法

4.4仿真分析

4.5本章小结

第五章 总结和展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

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