通信学报 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (6): 98-107.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2022121
胡志蕊, 毕美华, 许方敏, 何美霖, 郑长亮
Zhirui HU, Meihua BI, Fangmin XU, Meilin HE, Changliang ZHENG
摘要:
目的:去蜂窝网络通过接入点(AP)间协同服务网络内的用户,可突破传统蜂窝网络因密集小区间干扰造成的性能瓶颈,但需要大量的信息交互及信号处理,导致网络的可扩展性较差。为此,本文研究可提升去蜂窝网络可扩展性的用户关联策略。
方法:设计网络可扩展度作为可扩展性的衡量指标,以此为基础,利用优化理论研究提高网络可扩展度的用户关联策略。1)优化问题建模方面,首先,以节点间关联度是影响网络可扩展度的关键因素为突破点,构造表征节点间关联度的网络耦合度指标,以此建立起网络可扩展度与接入点簇(APG)间的数学关系,从而将提高网络可扩展度问题建模为最小化网络耦合度问题。然后,建立网络耦合度最小和用户速率最大的多目标优化问题,以此寻求网络可扩展度与网络服务质量的均衡。2)优化问题求解方面,为避免求解多目标优化问题的高计算复杂度,提出基于APG合并及拓扑势优化的启发式算法。所提算法通过APG合并的方式降低APG数目,并通过AP退出APG的方式降低AP所属APG的数目,从而降低网络耦合度,提高网络可扩展度。在APG合并方面,定义
结果:1)问题建模的合理性方面,如图2和图5所示,网络可扩展度η与网络耦合度κ的大小成反比,因此将提高网络可扩展度问题建模为最小化网络耦合度问题是合理的,通过降低网络耦合度来提高网络可扩展度是可行的;2)启发式算法的计算复杂度方面,所提算法的计算复杂度上限为
结论:所提用户关联策略以较小的用户速率损失为代价,提高了去蜂窝网络的可扩展度。所提策略中重叠率门限或AP所关联AP数上限越小,则网络可扩展度提升越多,速率损失越大。
中图分类号:
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