模糊理论在分布式大规模MIMO系统中的应用文献综述

 2022-09-26 17:17:41

文献综述(或调研报告):

为未来的移动设备提供高数据速率网络对于满足无线服务和技术上日益增长的需求至关重要。然而,传统蜂窝网络的频谱不足是实现无缝高数据速率供应的瓶颈。而异构网络能够提高容量,并且可以适应5G网络的大量设备,是解决这一问题的重要方向。

在异构网络中,利用密集部署的小蜂窝基站来克服频谱资源限制。原理是短程传输增加了小的地理区域内频率复用的灵活性。此外,小蜂窝有助于扩大宏基站覆盖率低地区的覆盖率,并且能在热点区域支持持续的高数据速率。由于上述原因,小蜂窝基站用于高数据速率的资源调配,而宏基站则用于保持无缝的广泛覆盖,网络控制和低数据速率通信。

基站的性能设计为承受最大潜在负载;然而,基站大部分时间未得到充分利用,因此浪费了大量的能源和无线电资源。此外,将用户与提供最高信干噪比的基站关联,会导致负载不平衡,原因是宏基站的传输功率比小基站高,尽管小基站与移动用户的距离很近。因此,灵活的用户关联方案应该发展为能够应对流量负荷和数据速率需求的变化。所以,资源配置领域成为了使基站的能力得到充分应用的重要前提,并且此领域已经广受关注,得到大量的研究成果。

一、异构网络中基于模糊理论的联合用户关联与网络资源分配方法

本文提出了一种在异构网络中使用模糊逻辑控制器的用户关联和带宽分配方法。主要解决的问题是依据用户的速率需求,来分配基站的带宽资源,以最大化网络的总速率。基站对进入服务范围的移动用户,根据其数据速率要求进行分类,分为低、中或高。带宽利用率也是分为极低、低、中、高和极高,由控制器决定特定用户是否应与该小蜂窝基站关联,或者卸载到宏基站,此方案与最佳信干噪比值的方法,以及基于贪婪法则的方法,将关联优先提供给需要更高数据速率的用户。相比之下,此方法在改进数据速率、带宽利用率和阻塞率等方面取得了良好的效果。并且由于此方法利用了模糊控制器,而模糊控制器拥有很快的反应速度,所以对用户需求信息以及基站资源可用情况的分析,并判断用户的关联情况和分配资源等相关操作,可以在很短的时间内完成。不过本方案主要只考虑了带宽分配的问题,并且一个用户只能由一个基站服务,有一定的局限性。

二、异构网中基于模糊博弈论的网络节能运行机动性管理

提出基于博弈论的资源调配方法,首先,其考虑的问题是,在异构网络中,某些小基站中可能只有很少的相关用户,应智能地将它们切换到低能耗模式,或者在不严重降低系统容量的情况下将其关闭以便改善异构网络中的节能情况。此外,不应忽略由于小基站中的动态功率电平切换而引起的不必要的切换。本文采用基于模糊逻辑的博弈论框架来解决这些问题,并研究异构网络中的能量效率的改进。我们为切换决策设计模糊推理规则,并通过模糊排序技术进行目标基站选择,而同时考虑能量或频谱效率和信令开销。

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