一种联合优化内容获取与容量的蜂窝关联方案

张文天,王禄生,林 海,方 超

(1.合肥工业大学 计算机与信息学院,安徽 合肥 230601; 2.武汉大学 国家网络安全学院,湖北 武汉 430072)

0 引 言

近年来,无线移动通信技术迅猛发展,第五代移动通信系统(5G)将达到更高的数据速率、更大的系统容量、更低的传输时延以及更好的服务质量。高密度网络是5G关键技术之一,通过在传统大功率宏蜂窝的覆盖范围内大规模密集部署低功率微微蜂窝和飞蜂窝,缩短终端与服务基站之间的“距离”以提升终端接入后获得的频谱效率和系统吞吐量[1];其次,随着智能终端的迅速普及,移动网络中多媒体业务的需求正以惊人的速度增长。然而,当前蜂窝网络的集中式架构会造成核心网拥塞程度增大与回程链路带宽偏小以致于难以应对移动通信流量爆炸式增长的问题,因此相关研究普遍认为应把各种媒体信息推送到距离移动终端较近的网络边缘,以减少核心网流量并提高对终端的服务质量[2-4]。

传统方法指出,终端可以关联到某方面最大化的基站,如最大接收信号强度、最大信干噪比、最大信道容量等。一种业界熟知的方案是蜂窝范围扩展(cell range expansion,CRE),扩大小蜂窝关联范围以提升网络容量或公平性[5]。文献[6]研究了一种基于能效的蜂窝关联算法,其优化目标为最大化能效,并可分布式地得到一个较优解。文献[7]提出了一种通过求解对数效用函数最优来获取关联策略的方法,通过松弛约束条件转化为凸优化问题并求解其拉格朗日对偶问题。……