Software Agent Structure for Performance Index Improvement of Cellular Network

Efficient reuse of limited radio spectrum is vital issue to support increasing number of mobile terminals and heterogeneous traffic scenarios. Dynamic channel allocation (DCA) technique is suitable to solve the problem. The drawback of dynamic channel allocation is it may upgrade performance of one cluster and degrade performance of other cluster in large scale cellular network. To balance performance of clusters and increase carried traffic in network, there is need of enhancement of DCA techniques. To introduce improvement in the dynamic channel approach, the paper suggested Multi Agent System (MAS) of physical agents ported at base stations working on the principle of cooperative negotiation to improve the QoS of the network. We formulated an integrated framework which includes fundamental mechanism of call admission control and resource management using hybrid channel allocation (HCA). To balance performance index of various clusters of network, agent negotiation is executed. Our simulation results show that it is possible to significantly enhance performance index of network due to MAS-HCA approach when compared with ES based and ILP based HCA schemes proposed in literature.

基于加权二部图与干扰聚类的D2D通信上下行联合资源分配

设备对设备(D2D, device-to-device)通信是一种能够有效提高蜂窝网络频谱效率的短距离通信技术。联合考虑上下行子信道全频域资源复用,针对蜂窝网络中“多对多”的复杂情况(即一个子信道可以分配给多对D2D用户设备(DUE, D2D user equipment),一对DUE也可以同时使用多个子信道),提出了一种两阶段子信道和功率联合分配方案。第一阶段,提出基于加权二部图匹配的资源分配(WBGM-RA, weighted bipartite graph matching-based resource allocation)算法,将系统中的全部子信道分配给所有蜂窝用户设备(CUE, cellular user equipment),以最大化CUE和速率。第二阶段,提出基于干扰聚类的资源分配(IC-RA, interference clusteringbased resource allocation)算法,根据共享同一子信道的UE之间的干扰关系构建干扰矩阵,在确保DUE不会对CUE造成严重干扰的情况下,将分配给CUE的资源再次分配给DUE,同时调整DUE的发射功率,以最大化系统和速率。该方案形成的新型的上下行信道联合资源分配与多对多信道复用机制,使得DUE的频谱接入机会与网络的总体频谱效率均大幅度提高。仿真结果表明,与现有典型算法相比,该算法可以有效地提高系统和速率,增加系统中通信链路数量并提高DUE接入率。

联合功率控制和信道分配的蜂窝网络能效优化算法

为了提高混合设备到设备(D2D)蜂窝网络中D2D干扰导致系统能效下降的问题,提出了联合功率控制和信道分配的能效优化(EEPC)算法,进而提升系统能效。以D2D用户和蜂窝用户最小速率为约束条件,建立最大化能效的优化问题;利用块坐标下降法将优化问题转化为信道分配和功率控制两个子问题,再分别利用Q学习算法、Dinkelbach算法和优化最小(MM)算法求解。并对Q学习算法中贪婪搜索因子进行改进,采用动态的搜索因子,平衡探索与利用间的关系。性能分析表明,提出的EEPC算法提升了系统能效。

基于自适应遗传算法的蜂窝网络信道分配

为解决遗传算法用于蜂窝网络固定信道分配时存在的过早收敛问题,通过采用最大需求优先最小冲突初始化方式、渐进式变异技术和一种新的交叉概率、变异概率自适应调整策略,提出一种自适应遗传算法。通过评估一组benchmark问题,证明该算法对解决信道分配问题具有较强的最优解收敛能力,收敛速度较快。

蜂窝网络信道分配均衡化控制器的设计与实现

当前的蜂窝网络中,移动具有随机特征,使得蜂窝网络信道到达率、业务应用类型等都具有随机性,导致部分蜂窝网络信道负载过大,资源均衡性较差的缺陷。因此,依据分层架构和模块化思想,设计并实现蜂窝网络信道分配均衡化控制器,其包括应用层、控制层以及基础设施层。控制器的基础模块和应用模块协同运行,实现网络信道资源的均衡分配,控制器通过Open Flow协议控制下的南向接口,同底层网络设备交流信息。蜂窝网络信道业务通过REST接口将资源申请命令反馈给控制器,促使控制器管理底层设备完成资源数据的转发,确保信道资源分配的均衡化。实验结果表明,所设计控制器下的网络信道吞吐量、平均系统公平性指数、用户平均中断概率以及信道负载率四个指标都较优秀,取得了令人满意的结果。

去耦合滤波器同频干扰抑制接收机研究

针对蜂窝网络的小区间同频干扰问题,对去耦合同频干扰滤波器进行研究.该滤波器主要是对采样数据中的干扰和噪声进行白化,期望信号部分通过非线性均衡器解出符号序列.同时,根据期望信号的调制类别以及被干扰覆盖情况,研究对应的最佳接收机.仿真结果表明:所设计接收机能够在复杂度和最佳性能之间进行很好的折衷.

非理想情况下K层密集异构蜂窝网的安全性能分析

密集异构蜂窝网络节点布置的随机性、动态性、复杂性等特点,导致实际场景中该系统的安全性能受非理想信道估计的影响更严重,然而目前对该系统安全性能的研究主要集中于理想场景,缺乏在非理想场景中的研究。针对这一问题,该文从密集异构蜂窝网自身结构及实际部署的特点出发,分析了信道估计存在误差时系统的安全性能。首先基于随机几何对系统建模,推导了非理想情况下K层密集异构蜂窝网的安全中断概率;然后分析了部分参数对系统安全性能的影响;最后,通过仿真验证了理论推导的有效性。

蜂窝网络信道分配模型的约束处理与优化

针对遗传算法在解决蜂窝网络信道分配问题时精度不足和鲁棒性差的缺点,重新设计了考虑电磁兼容约束和话务量需求的分配模型.在该模型的基础上,提出以矩阵分配为操作单位,实数编码的遗传算法,对于信道分配中的约束优化问题具有更好的表现.仿真试验结果与现有的分配方案对比表明,本文算法解决了21小区信道分配基准测试问题,在降低相互干扰的同时,提高了频谱利用率及系统容量.

话音/数据混合业务无线蜂窝网络中的一种信道分配策略

提出了话音 /数据混合业务无线蜂窝网络中一种基于QoS的信道分配策略 ,对话音和数据业务的切换呼叫给予不同的优先权 ;分析了两种无线信道分配策略 ,在分析两种信道分配算法的呼叫阻塞概率、切换失败概率以及系统吞吐量的基础上 。

一种基于改进神经网络的动态信道分配算法

提出了一种基于改进神经网络的整体优化的动态信道分配方案(GODCA),该算法尽量保证最大程度的紧致分配,网络优化采用Hopfield神经网络,克服了传统动态信道分配方案实现方式繁杂,且往往不能达到紧致分配方式的不足,同时针对神经网络算法随机性强的弱点,提出一种优化的收敛算法。分析和仿真表明,该算法不论在业务量较大,还是较小都有较小的呼阻率和较高的频谱利用率。

蜂窝网络中基于遗传算法的信道分配

信道分配问题属于组合优化中的NP完备问题 ,为了更有效的利用频率资源 ,在遗传算法的基础上提出了一种新的信道分配方法·在信道分配中主要考虑三种限制 :同频限制、邻频限制和同位置限制·目标是得到一个用最少的信道数 ,满足话务需求和电磁兼容限制的信道分配方案·采用了最小间隔编码方案 ,利用固定遗传算子 (交叉和变异 ) ,在整个迭代过程中始终满足话务需求的要求·提出了几种遗传算子并进行了验证 ,比较结果表明选择性变异技术能得到很好的结果·对几个著名的benchmark问题进行仿真 ,结果表明 。

蜂窝网络中信道分配模型的优化设计与实现

基于基站功率控制的传统信道资源分配模型,采用的帧结构中的两跳链路处于同一时隙中,不能在一帧中完成链路的数据传递,导致系统信道资源分配业务传递滞后。提出基于资源复用的蜂窝网络信道资源分配模型,蜂窝网络采用帧结构向这些通信链路分配时频资源,通过资源复用形式降低蜂窝网络的信道分配资源消耗,在一帧中实现两跳链路的信道分配数据传递。依据扰动的Greedy算法思想,按照带有扰动的信道质量矩阵,实现蜂窝网络信道分配。处于同扇区的两个中继节点间通过动态资源分配方法,按照小区信道的业务情况动态分配信道资源。通过仿真实验分析对比信道分配需求量、阻塞率、收敛性、网络吞吐量、网络节点间通信中断概率五项指标。仿真结果表明,所设计蜂窝网络信道分配模型在对蜂窝网络信道资源进行信道分配过程中,信道资源的使用率增强,分配资源消耗低,信道分配质量提高,具有较高的业务实时性。

WLAN与蜂窝混合网络有效的信道切换策略

针对无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network)与蜂窝混合网络,提出一种具有抢占蜂窝网络信道的切换策略。当使用蜂窝信道的终端移入WLAN覆盖区域时,只有在该终端所使用的信道被抢占时,该机制才进行垂直切换以减少因切换造成的时延与丢包;建立了该切换策略的三维马尔可夫模型,分析了WLAN网络的终端数、蜂窝信道的利用率、信道接入请求阻塞率、信道抢占率与信道被抢占率的性能。详细的仿真结果证明了提出的模型的有效性,当WLAN覆盖面积比例为0.2时,信道抢占概率最大;当终端移动速度达到100km/h时,信道被抢占的概率是移动速度为20km/h的3倍;提出的信道切换策略与随机切换策略相比,显著地降低了业务的丢包率与传输时延。

信道估计误差条件下异构蜂窝网的安全传输方案

针对异构蜂窝网提出了一种信道估计误差条件下的安全传输方案。首先,依据信道估计结果设计安全发射门限,通过比较接收信干噪比和安全发射门限的大小实现发射控制;然后,应用随机几何工具对所提方案的安全性能进行分析;在此基础上以最大化系统安全吞吐量为目标设计了安全发射门限优化算法,由此得到当前信道估计条件下最优的安全发射门限。仿真验证了所提方案可有效提升系统的安全吞吐量。

基于改进并行遗传算法的蜂窝网络信道分配

在蜂窝移动通信中,用户需求的不断增长使可用的频谱资源日益紧缺,采用较优的优化算法进行信道分配就显得非常重要。针对这一问题,首次提出了细粒度主从式并行遗传算法,其特点是在进化的过程中动态改变邻域单元,来维持进化过程中的种群多样性,防止算法进入局部最优而过早收敛,增强算法的全局搜索能力。实验仿真表明,该算法对信道分配问题有很强的最优解搜索能力,收敛速度也较快,具有一定的实用价值。

蜂窝网络和Ad Hoc网络综述

文章首先分别介绍了无线通信网络中的蜂窝网络及Ad Hoc网络的概念、发展及特点,分析了两者的不同及联系。之后又讨论了这两种网络中的信道分配问题:对于蜂窝网络介绍了基本的信道分配策略;对于Ad hoc网络介绍了单频、双频和多频各自的频率分配特点。最后展望无线通信网络的发展方向和未来。

基于改进离散粒子群的蜂窝网络信道分配

为了提高蜂窝移动通信系统的频谱利用率,提出了一种基于改进离散粒子群算法的频率分配方法。基于文化算法的思想,设计了具有方向性的最优渐进式变异算子。当粒子出现聚集时,对粒子中的最优粒子执行文中引入的最优渐进式变异算子,在增强算法的局部搜索能力的同时,增强了算法的全局搜索能力。粒子采用了最小间距编码,压缩了求解空间加快了算法收敛。仿真实验结果表明,该算法在频率分配问题上的搜索能力更强,在21蜂窝小区中寻找到的最小可用频率数为40。

电力系统无线数传网的改进与优化

从网络结构、信道利用、频谱利用率和通信可靠性等几个方面分析了230MHz频谱资源利用存在的问题,并结合目前的无线通信技术提出基于蜂窝的230MHz频段无线资源优化的可行性方案。该方案为实现大容量、高频带利用率、传输可靠的无线电力通信专网提供了理论基础。

非理想信道下基于人工噪声的密集异构蜂窝网安全传输方案

针对密集异构蜂窝网在非理想信道状态信息条件下的安全传输问题,该文分析了人工噪声对通信的可靠性和安全性的影响,在此基础上提出功率分配优化模型,在不同信道估计精度条件下给出了最优的功率分配因子。首先,考虑信道估计误差对合法信号传输以及人工噪声泄露的影响,推导了典型通信链路的连通中断概率和安全中断概率。然后,在安全性和可靠性约束条件下建立功率分配优化模型以最大化系统安全吞吐量,并通过K维联合搜索算法得到每层网络的最优功率分配因子。最后,仿真结果表明系统设置最优功率分配因子时,人工噪声方案可提升约15%的安全吞吐量。

基于中继抑制蜂窝网络同频干扰的方案

在传统蜂窝网络中,同频干扰问题极大地制约着通信网络数据传输速率以及通信质量的提高。针对这一问题,提出了在蜂窝小区中部署中继的办法,并根据用户的不同服务等级要求规定了3种中继使用方式。分析了加入中继后,蜂窝网络中对同频干扰的来源并进行了计算。对比了传统蜂窝网与中继蜂窝网的中断概率和信干比(SIR)。通过对比得出,与传统蜂窝网络相比,在蜂窝小区边缘使用中继站能在小区边缘显著提升移动接收端的SIR,降低中断概率。而在整个蜂窝小区内使用中继站能显著提升移动接收端在整个小区内的SIR,降低中断概率。