5G超密集异构网络双连接技术架构设计

双连接(Dual Connectivity,DC)技术是一种创新型技术,可以满足5G超密集异构网络(Heterogeneous Network,HetNet)日益增长的高数据速率传输需求。在5G超密集HetNet中,DC切换是对传统移动网络切换的进一步优化和发展。因此,以DC技术的一般概念为基础,设计了5G非独立接入(Non-Standalone Access,NSA)架构和独立接入(Standalone Access,SA)架构。同时,为确保5G超密集HetNet业务的连续性,避免小蜂窝之间频繁切换和乒乓效应的发生,设计了基于DC的切换程序。

面向5G超密集异构网络的模糊逻辑切换算法

针对基站之间距离近、网络数量庞大的超密集网络中切换过程存在干扰以及频繁切换问题,提出了一种基于预判决的模糊逻辑切换算法。算法在计算用户接收信号的信干噪比基础上,预筛选出干扰较小的网络,计算用户在筛选出的候选网络中的停留时间,当停留时间大于门限值时对候选网络使用基于模糊逻辑的逼近理想解排序算法。通过模糊逻辑优化网络属性参数,进而使用逼近理想解排序算法对候选网络进行排序。排序过程中,使用修正后的贴近度计算方式使计算结果更加精确。仿真实验证明,该算法在超密集异构网络切换中可以有效降低切换次数,减少网络阻塞概率,有效提升用户服务质量。

5G超密集异构网络带内无线回传资源分配方案

为实现5G超密集异构网络中无线回传链路和接入链路之间的最优资源分配,研究多用户场景下双层异构网络的联合用户调度和功率分配问题,在队列稳定和无线回传资源有限的情况下,综合考虑用户调度、功率分配和干扰控制等因素,对带内无线回传的最优资源分配问题进行数学建模并求解,基于李雅普诺夫优化理论提出联合用户调度和功率分配的优化算法。将优化问题解耦为网络内各个用户的调度以及宏基站和小基站的功率分配过程,采用MOSEK求解器和二分类方法获得用户调度向量,利用拉格朗日乘子法求解功率分配问题,并通过队列的时刻更新过程实现最优资源分配。仿真结果表明,在多用户场景下,该方案能够有效提升网络总吞吐量以及网络效用,并且毫米波频段的通信性能优于传统蜂窝网络频段。

5G超密集网络中基于D2D技术的视频流传输

随着信息时代的高速发展,用户对于数据的请求日益增多。为了应对当今用户庞大的流量需求,学术界提出了超密集网络的概念。超密集网络(UDN)通过增加单位面积接入节点及通信链路的密度,使接入节点尽可能靠近用户,有效减少用户获取数据的时延,改善网络拥塞等现象。设备到设备(D2D)是5G超密集网络中一项关键技术。D2D使各个设备直接通信,能够有效提高资源利用率和多媒体数据吞吐量,减少对于基站的依赖。并且,D2D在视频流方面也得到了广泛的应用。使用D2D通信能够有效实现多媒体数据共享,针对这一方面设计了新颖的调度机制。将D2D场景下的实时和点播视频流公式化,并根据这两种视频流的特征设计各自的调度机制。仿真结果表明,这两种调度机制不仅能够实现视频流畅播放,而且能提高直播环境下视频流的实时性,减少点播环境下的视频停滞现象。

5G超密集网络下的室内压缩重构指纹定位算法

为减少室内定位复杂度并进一步提高定位精度,提出了一种5G超密集网络下的室内压缩重构指纹定位算法。该算法分为离线建库阶段和在线匹配阶段两个阶段。离线建库阶段采用了矩阵填充理论进行指纹库的构建,只需采取少量的指纹点构建具有低秩特性的局部指纹库,并通过非精确增广拉格朗日乘子法(Inexact Augmented Lagrangian Multiplier Method,IALM)算法进行矩阵填充,从而恢复完整的指纹库。在线匹配阶段采用卡方距离代替传统的欧式距离来计算待定位点与参考指纹点的相似度,并用加权K近邻算法估算出待定位点坐标。经过实验仿真分析,所提算法以1.13%的误差节约了40%的工作量,在信噪比为10 dB时定位误差最小为0.2008 m,与传统K近邻指纹匹配算法相比具有更好的定位精度。

基于平均场博弈的超密集5G小蜂窝网络下行功率管理

研究了一个拥有大量小型基站(Small Base Stations,SBSs)和用户设备(User Equipments,UEs)的超密集5G小蜂窝网络(Ultra-Dense 5G Small Cellular Networks,UDN)的下行通信系统,并考虑了功率控制策略和队列状态信息(Queue State Information,QSI)的影响,研究了SBSs与其服务用户之间数据成功传输的概率和SBSs传输能量消耗问题。考虑SBSs之间的交互关系,将该问题建模为一个动态随机博弈(Dynamic Stochastic Game,DSG)。通过利用SBSs的超密集特性,DSG被进一步近似为平均场博弈(Mean Filed Game,MFG)。然后基于Lax-Friedrichs方案和拉格朗日松弛法开发有限差分方法来求解相应的MFG。在数据传输之前,通过所求解,每个小型基站可以独立地优化其控制策略从而最小化成本,而无需与其他SBS进行任何信息交换。仿真结果表明:所提出的控制策略能有效地提高数据传输成功的概率并减小相应成本。

5G通信技术在物联网中的应用分析

为优化物联网的建设、丰富物联网的应用,对5G通信技术进行深入研究。介绍了物联网的定义和基础构成,明确了5G通信工程技术的内在特征和组成部分,阐述了5G网络切片技术、5G密集网络技术和5G边缘计算技术等在物联网中的应用。根据5G通信技术的应用状态,科学设计技术应用场景,以增强5G通信技术在物联网系统中的有效性。

城市密集网络中视距条件下波束成形及CRLB估计

位置感知波束形成技术与干扰抑制技术的应用,提高了城市环境中5G密集网络的空间利用效率,在密集城市场景下,基站对移动目标的天线增益往往基于移动目标相对基站的角度估计,计算机视觉辅助设备的使用也为视距条件下基站快速获得目标的相对角度提供了便利。通过推导角度估计的克拉美罗界,可得到城市场景下角度误差的极限情况,从而确定基站的定位精度极限,帮助设计正确的基站布局。

5G异构组网技术工程实施分析

本文对5G超密集异构网络组网技术进行深入的研究,主要的目的就是在分析之后总结出适合本地条件的5G超密集异构网络组网模式,从而让5G网络未来的推广与开展拥有良好的优势,以期为相关网络技术工程提供参考。