基于模糊逻辑的用户调度研究

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移动通信技术飞速发展,第五代移动通信技术对于传输速率、时延、可靠性、流量密度等方面都有了更高的要求。在无线通信系统中,用户调度是无线资源管理的重要组成部分,对提升系统性能有重要意义,同时也是避免通信过载的重要手段之一。在实际的多用户混合波束成形系统中,由于用户间存在干扰,并且基站射频链路数往往小于用户数,因此基站不能在同一时频资源上为所有用户提供服务。为了获得较好的系统性能,有必要设计合理可行的用户调度算法。在混合波束成形系统中,用户调度问题需要在“用户”和“波束”两个维度上进行考量,用户调度过程即波束和用户进行匹配的过程,因此比传统的用户调度问题更加复杂。在网络切片场景下,为了实现切片间相互隔离,合理的用户调度也是十分必要的。本文针对混合波束成形系统中用户较复杂的情况,当不同用户有不同的需求,无法用统一标准衡量用户的“活跃度”时,提出基于模糊逻辑的用户调度算法和波束选择算法。以用户默认优先级、时延和数据包大小为模糊输入,根据用户和系统特点,设计相应的模糊运算和解模糊过程,得到用户的“活跃度”排序列表,选取活跃度高的用户作为调度用户。定义一个效用函数作为目标函数,该目标函数综合考虑了系统性能和用户需求,利用分组的思想提出一种基于贪婪的波束选择算法。这种用户调度和波束选择算法与传统算法相比,在性能和复杂度之间取得了良好的折衷。5G通信需要满足各种应用场景下不同的需求,衍生出了网络切片技术,无线接入网切片是网络切片的重要组成部分,无线资源合理地调度对实现切片间隔离和资源管理有重要意义。本文将基于模糊逻辑的调度算法扩展到网络切片技术中,分析几大应用场景下的业务需求,在比例公平算法基础上,综合考虑用户的多样化需求,根据各切片特性和业务需求为切片分配权重并将模糊逻辑理论引入,模糊逻辑的处理过程相当于为切片动态地分配权重,这一过程更加灵活和智能。与比例公平算法和固定权重算法相比,该算法在用户公平性方面有了很好地提升。
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