面向未来移动通信的超蜂窝网络架构

提出了一种面向未来移动通信的超蜂窝网络架构设计,其核心技术包括:超蜂窝无线组网技术、接入网虚拟小区技术和云平台支撑技术。超蜂窝无线组网技术的特点是空口控制与业务覆盖的分离,进而演进为对空口资源和流程的重构;接入网虚拟小区技术的特点是处理逻辑与空口覆盖的分离,进而演进为以用户为中心、结合SDN(Software-defined networking,软件定义网络)技术的接入网处理重构;云平台支撑技术的特点是接入网处理与计算资源的分离,进而演进为面向运营、平台化和虚拟化的计算重构。超蜂窝网络架构的设计与大规模天线阵、高频段大带宽通信的新兴物理层传输技术有很好的统一性,并且衍生出了一些新颖的跨层跨域的统一研究方法。

超蜂窝架构下基于跳码的SCMA控制信道接入设计

为了实现高能效绿色通信同时满足高速增长的业务量需求,未来网络将引入超蜂窝架构,通过控制与业务覆盖分离的方式实现柔性覆盖.在超蜂窝架构里,当用户有业务需求时,将免授权地随机接入控制信道发送请求信令.作为目前较为理想的随机接入方案,稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA),通过为用户分配不同码本实现非正交多址接入,从而在资源数一定的情况下提升系统的容量,允许大量用户同时接入,进而可以作为控制信道中的随机接入方式.然而,在随机接入的过程中,可能会出现采用相同码本的用户同时接入的情况,称之为码本碰撞,这会导致接收性能的恶化,并且解码算法的运算量随着码本碰撞的用户数成指数增长,严重增加了最坏情况延时.为此,本文提出一个基于时变码本的跳码方案.仿真结果表明这一新方案提升了解码准确性,进一步通过在发生严重码本碰撞时有选择地抛弃SCMA子块,可以在较低的误码率代价下大大降低整体的解码延时,从而满足控制信令高可靠、低延时的传输需求.

软件定义超蜂窝网络中的通信与计算协同优化

近年提出的云无线接入网,通过集中化改善了小区为中心无线接入网在成本和灵活性方面的瓶颈.但是,云无线接入网需要通过前传网大范围汇聚带宽极高的前传采样,造成了过高的建设与运营成本.本文针对云无线接入网过度依赖前传通信资源的问题,依据控制与数据分离的思想设计了一种软件定义超蜂窝网络新型架构,并提出了在该架构下通过通信与计算协同的资源部署大幅降低前传汇聚带宽的具体方案.首先基于排队论给出了虚拟基站池中计算资源统计复用增益与池规模的定量关系,并依据统计复用增益边际效应迅速递减的性质得到了部署中等规模基站池更经济的指导方针.然后基于图聚类框架针对基带处理功能分割部署问题给出了一种遗传算法,该算法给出的分割方案可以根据设计偏好在前传带宽成本与计算代价间进行灵活折衷.