移动网络场景下资源管理技术研究

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近年来,在第四代移动通信大规模商用化之后,面向2020年的第五代移动通信(5G, Fifth-Generation)逐渐成为业界研究热点。其中,移动网络场景被提出并作为5G必须要面对和解决的关键场景之一。在移动网络场景中,移动终端的高速移动特性会对其通信信道质量带来恶劣影响。再加上移动车身的穿透损耗、终端自身的物理条件受限等因素,移动终端通信质量将会明显下降。所以,本文针对移动网络场景,展开无线资源管理技术的研究,旨在提高移动网络场景中用户(UE, User Equipment)服务质量的同时降低系统功耗。在研究中,本文考虑使用其它技术辅助移动网络场景进行通信,包括移动中继(MR,Moving Relay)、用户中继到网络(UE-to-Network Relay)技术,具体的研究内容如下:针对使用MR辅助移动网络通信的场景,本文研究MR双路联合的资源分配策略。在考虑高速移动引起的多普勒频偏的情况下,研究以保证用户服务质量为基础,以最小化系统功耗为目标,对MR进行双路的功率和子载波的联合资源分配策略研究。基于对系统模型的分解,本文使用遗传算法和拉格朗日对偶法,分别完成在满足限制条件下的子载波和功率的近似最优化分配方案。通过与相关文献的仿真对比,验证了所提联合资源分配策略具备较好性能。针对使用UE-to-Network Relay辅助移动网络通信场景,本文研究中继发现模式协作方法。结合UE-to-Network Relay以及移动网络特点,文中提出三类模式协作方法即模式选择、模式切换以及参数调整。模式选择部分通过UE自主测量或者基站辅助,可以帮助用户选择最佳发现模式。而在移动场景下,模式切换部分被设计为四类模式切换触发事件,可以帮助UE自适应切换到最佳发现模式。在参数调整部分,UE可以根据自身运动状态或测量结果,适当调节发现消息时间间隔,以实现在保证发现效率的同时有效降低UE功耗。仿真结果表明,所提中继发现模式协作方法能够明显提高系统中的发现效率,并且可以有效降低UE功耗,提高资源利用率。针对使用UE-to-Network Relay辅助移动网络通信场景,本文进一步研究了非连续接收协作DRX (Discontinuous Reception)方法。首先,为 UE-to-Network Relay 中的 relay UE 与 remote UE 之间的通信链路引入非连续接收基本配置方法。其次,针对该链路与蜂窝下行链路的数据传输冲突问题,给出接收协作方法。之后,针对一个relay UE连接多个remote UE的特殊场景给出非连续接收增强方法。仿真表明,配置DRX可以有效帮助relay UE与remote UE省电,而所提协作方法充分利用了非连续接收的睡眠时间,能够在降低用户能耗的基础上有效降低数据传输冲突,提高数据速率。文末对全文研究内容进行总结,并在承接所选研究点的基础上探讨了未来可研究的方向。
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