基于新型异构网的无线资源分配和负载均衡

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1、学校代码；１０００４密级；公开齡刪ｍＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论文３ｍ？－＊■基于新型异构网的无线资源分配和负载均衡作者姓名杨绮茗学科专业遥信与信息系统—－—Ｃｙ指誦黄清副教授｜‘■！－－知補禪ｒ貧—人驟勺网胃：聲，Ｍ＾１表素交道乂聲硕±学位论文基于新型异构网的无线资源分配巧负载均衡ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＡｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄＬｏａｄＢａｌａｎｃｅＢａｓｅｄｏｎＮｅｗＴ

2、ｙｐｅＨｅｔｅｒｏｅｎｅｏｕｓＮｅｔｗｏｒｋｇ作者：杨绮茗导师：黄清北京交通大学２０１６年３月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特レ授权北京交通大学可ッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。学校可Ｗ为存在馆际合作关系的兄弟高校用户提供文献传递服务和交换服务。（保密的学位

3、论文在解密后适用本授权说明）、学位论文作者签名；才表导师签名；飾＾心：如签字日期／＾年＾月日签字日期：年＾月日１学校代码：０００４密级：公开北京交通大学硕：ｔ学位论文基于新型异构网的无线资源分配和负载均衡ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＡｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄＬｏａｄＢａｌａｎｃｅＢａｓｅｄｏｎＮｏｖｅｌＨｅｔｅｒｏｅｎｅｏｕｓＮｅｔｗｏｒｋｓｇ作者姓名：杨绮茗学号：１３１２０１５３：导师姓名：黄清职称副教授：工学位类别学学位级别

4、：硕±：学科专业：通信与信息系统研究方向无线通信北京交通大学２０１６年３月ｉ致谢时光如梭，回，两年多的硕±生涯即将结束，站在毕业的口槛上首往昔，奋斗和辛劳成为丝丝的记忆，甜美与欢笑也都尘埃落定。北京交通大学Ｗ其优良的学习风气，、严谨的科研氛围教我求学Ｗ其博大包容的情怀胸襟、浪漫充实的校园生活育我成人。值此毕业论文完成之际，我谨向所有关也、爱护、帮助我的人们表示最诚挈的感谢与最美好的祝愿。本论文的工作是在我的导师黄清教授的悉也指导下完成的，黄清教授严谨的治

5、学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。黄老师渊博的学识、平易近人的谈吐和局尚的人格魅力辣深影响着我求学和做人的态度、感谢两年。在此衷屯半Ｗ来黄老师对我的关屯、和指导。还要感谢徐少毅老师和实验室的同学们在各个方面给予我的关也和帮助。另一、夕ｈ感谢直レッ来关屯和陪伴我的家人，他们的理赔和支持使我能够在学校专也完成我的学业。、最后，衷屯感谢各位评委于百忙之中抽出宝贵的时间审阅本论文。北京交通大学硕±学位论文摘要摘要随着通信技术的发展，，无线资源稀缺的问题也日益严重

6、如何利用有限的资源来满足日益增长的需求已经是当前通信系统最严峻的问题之一。无线资源管理一能够灵活地分配和调度系统内的资源为用户提供更可靠的服务，作为种有效提升系统资源利用率的机制，无线资源管理己经被广泛地应用在当前的通信网络中。本论文先介绍了异构网模型和无线资源管理的理论基础，并对现有算法进行了分析总结，。在此基础上重点研究了基于用户中继的异构模型和基于双连接的异构模型，并针对两种模型分别提出了适合的无线资源管理办法。主要工作包括下两个方面：（１）在基于用户中继的下行异构

7、网中提出了新的资源分配算法。通过最优的区域划分和频域划分策略消除了基站到中继链路和中继到用户链路之间的干扰，并结合部分频率复用提高频谱利用率，有效提升了系统吞吐量。基于提出的方案，将如何分区一、分频、分配子载波结合得到了个关于吞吐量最大化的最优化问题。在求解过程中，利用对偶原理将原始最优化问题转化为对偶问题，并将拉格朗日函数和次梯度迭代算法结合求解出原始问题的最优解，有效简化了计算难度。最后通过仿真验证可知边缘用户的数据速率和用户公平性都有了显著提高。（２）在用户层与控制层分

8、离的双连接异构网中提出了新的负载均衡算法。基于对双连接架构的研究可知，解决资源分配问题对系统性能的改善十分有限，为一了加快移动用户的数据处理速度，本文提出了种新型的负载均衡算法，有效降低数据处理时延并提高系统均衡指数。本文的算法在考虑信道质量、用户移动性心义及小区的负载状况等因素的基础上，根据队列处理模型提出了用户的小区接入机制，并通过合理的小区重选实现系统的动态负载均衡。最后通过仿真验证了上述算法对小区性能提升的有