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无线移动网络在过去二十年中不断发展以满足服务需求和用户需求的快速增长。第五代（5G）移动网络采用云无线接入网络架构（Cloud-RAN或C-RAN）来支持增强容量,大规模连接和低时延服务。C-RAN是一种架构,其中许多蜂窝小区的基带处理单元（BBU）汇集在中心位置,而拉远射频单元（RRU）放置在几公里外的蜂窝站点中。连接BBU和RRU的接口是C-RAN部署的主要挑战,因为它需要大量高容量和低时延的光纤连接,而这会增加C-RAN的部署成本。目前正在讨论几种无线和有线技术作为该接口的解决方案。无源光网络（PON）因为共享光纤基础设施和传输设备的能力而具备成本低的优势,所以成为这种接口的杰出解决方案。然而,为了满足这种接口的要求,PON传输解决方案需要克服几个挑战。这些挑战包括:时延,流量管理,动态资源分配,软件定义网络和网络功能虚拟化支持等。本文着重于解决基于单波长PON的C-RAN的时延和流量变化管理问题以及基于多波长C-RAN中的资源分配问题。1)单波长虚拟化C-RAN架构中的流量变化问题:在5G虚拟化C-RAN架构中,移动网络传统基带单元的处理链在BBU和RRU之间进行分解和共享。在这种C-RAN架构中,在BBU和RRU之间的接口（移动前传网络）中交换的数据业务负载是高度可变的和突发的。为了使单波长时分复用PON（TDM-PON）可以适应这种可变业务,需要一种灵活、低时延的带宽分配机制。将与ITU-T标准兼容的TDM-PON（例如XG-PON和XGS-PON）作为我们研究的重点。ITU-T TDM-PON最流行的动态带宽分配（DBA）提案是Giga-PON接入网DBA（GIANT）和Round Robin DBA（RR-DBA）。研究这些提案是为了适应固定的最后一英里宽带用户的半确定性流量情况。这些提案的主要限制是在每个分配周期期间对光网络单元（ONU）上行传输使用预设的固定限制,这导致在分配带宽资源的不灵活和XG-PON上行帧的利用率低下,特别是当ONU请求小于预定固定限制的数据时。为了解决这个问题,我们提出了Optimized-RR DBA,其中我们引入了根据实际移动前传流量灵活调整ONU固定限制的思想以适应流量变化并解决XG-PON上行帧利用率低的问题。Optimized-RR DBA在模拟动态前传流量上的性能评估表明,与gGIANT和RR DBA相比,它可以提高网络性能。2)单波长虚拟化C-RAN架构的时延问题TDM-PON（XG-PON）需要DBA来为ONU调度上行传输。用于XG-PON的常规DBA机制具有大约1毫秒的高延迟,这超过了移动前传（即250~300μs）的时延要求。尽管在我们的第一个Optimized-RR DBA提案中,我们实现了300μs的时延。但是,考虑到诸如超可靠低时延通信（URLLC）等一些5G新兴用例的服务质量（QoS）要求,前传时延应被限制在最大250μs。关于TDM-PON的低延迟移动前传有许多DBA提案。但是,大多数这些提案要么考虑修改当前的TDM-PON系统,要么考虑修改BBU处理和协议。为了在不修改当前PON系统或BBU处理和协议的情况下达到TDM-PON上的移动前传时延要求,我们针对XGS-PON移动前传提出了一种流量估计DBA提案。该方法基于使用集成到光线路终端（OLT）的DBA模块中的自适应学习神经网络功能来估计驻留在ONU缓冲器中的移动前传数据业务量。通过使用这种估计方法,我们能够减少额外的DBA处理延迟并消除从ONU向OLT发送调度请求所产生的延迟。结果使得XGS-PON上行时延降低到C-RAN架构中移动前传所需的时延。3)基于多波长PON的C-RAN中的资源管理问题C-RAN中的无线电资源（RB）和前传输传输资源（TB）的统一调度提供了若干益处,例如促进光接入网络元件和无线接入网络元件的集成,并使得能够将硬件与这些元件中的软件分离。之前已经有学者讨论了单波长PON C-RAN的无线和前传资源的统一调度器的想法,他们将其命名为Mobile-PON提案。在Mobile-PON提案中,作者假设为每个无线RB分配固定的前传TB。这种假设将导致前传带宽效率降低并增加时延,因为在实际的移动网络中,RB的实际容量取决于许多因素,例如用户请求的数据量,上行链路传输的信道质量条件和调制和编码方案（MCS）。此外,单波长PON无法支持5G C-RAN移动前传的巨大容量需求。为了克服这些限制,我们建立了一个无线和前传资源联合的资源分配优化问题并考虑多波长C-RAN以及之前提到的一些限制。由于这一优化问题的比较复杂,我们提出了一种强化学习调度算法,该算法利用实际用户请求,信道质量条件和MCS信息来找到能最大化总系统吞吐量的RB的最佳分配策略,和能最小化总上行链路调度时延的在前传波长上每个RB的最佳TB大小和调度策略。该算法的性能评估表明它具有提高整体系统性能的潜力,并且优于为上行链路调度提出的其他启发式方法。