硕士毕业答辩ppt

*基于博弈论和凸优化的异构网络资源分配方法研究答辩日期学号RESEARCHONRESOURCEALLOCATIONINHETEROGENEOUSNETWORK答辩人指导老师*目录Part1Part2Part3Part4Part5绪论异构网络资源分配相关技术基于非合作博弈论下行链路功率分配研究基于凸优化的下行链路资源分配研究结论*目录Part1Part2Part3Part4Part5绪论异构网络资源分配相关技术基于非合作博弈论下行链路功率分配研究基于凸优化的下行链路资源分配研究结论*目录研究背景及意义国内外研究现状论文结构安排研究背景及意义 每年的数据量都在翻倍增加 业务密集地方覆盖情况不好 宏基站中引入小基站，减轻宏基站的流量负担 结合非授权频段，提高非授权频段的利用率，保证用户的通信服务 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 研究背景 研究意义*目录研究背景及意义国内外研究现状论文结构安排异构网络资源分配的国内外研究现状功率控制合作信道的子信道部署功率控制和子信道分配联合授权频段和非授权频段代价函数和功率控制博弈论和凸优化国内研究现状 2008-2016年中兴、华为、中国移动以及学术机构 集中在功率和频谱两方面的优化 混合图论和复用频谱的干扰控制案 用户类型权重的比例公平调度 博弈论/凸优化 代价机制 LTE和LTE-U相结合国外研究现状 2010年，J.G.Andrews建立基于泊松随机分布的接入模型 2012年，Han-Shibjo提出一种新的网络接入方法 WangChiCheung同时控制宏基站和小基站的接入方式 2014年至今，诺基亚、高通在广泛深入研究LTE-U 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 *目录研究背景及意义国内外研究现状论文结构安排论文结构*目录Part1Part2Part3Part4Part5绪论异构网络资源分配相关技术基于非合作博弈论下行链路功率分配研究基于凸优化的下行链路资源分配研究结论*目录异构网络干扰分析Wi-Fi数据包功率控制技术异构网络Part2 由计算机、网络设备不同类型的网络组成 网络终端设备可以由不同的生产商生产 不同的网络和接口遵循不同的协议 支持各种各样的应用 不同类型的网络覆盖之间可以有重叠部分 一般情况下是在宏网络中分布一些传输功率比较小的节点，形成异构网络异构网络（HeterogeneousNetwork）*目录异构网络干扰分析Wi-Fi数据包功率控制技术异构网络中的干扰分析Part2 干扰类型 干扰源 被干扰对象 上行/下行 同层干扰（Intra-TierInterference,ITI） FBs Femtocell户 下行 Femtocell用户 FBs 上行 跨层干扰（Cross-TierInterference,CTI） MBs Femtocell用户 下行 FBs Macrocell用户 下行 Macrocell用户 FBs 上行 Femtocell用户 MBs 上行*目录异构网络干扰分析Wi-Fi数据包功率控制技术Wi-Fi数据包传输概率Part2假设有n个站点，每一个站点总是有数据包需要传输，在饱和情况下，数据包发送时都需要等待前一个数据包成功发送，即有一个退避时间。*目录异构网络干扰分析Wi-Fi数据包功率控制技术资源分配中功率分配技术Part2 功率控制技术 相关描述 集中式功率控制算法 需要集中控制中心：信道、功率以及信噪比等信息的搜索和存储目标是整个系统的吞吐量最大化算法复杂度高，对系统要求高集中式资源分配的性能最好 分布式功率控制算法 不需要网络拥有一个集中控制中心目标是自己吞吐量的最大化对于分布式功率控制情况，通常采用博弈论理论方法实现方法简单，开销小，在实际中经常被用到 半分布式功率控制算法 结合集中式控制技术和分布式控制技术总控制中心和所有的基站共同完成资源分配*目录Part1Part2Part3Part4Part5绪论异构网络资源分配相关技术基于非合作博弈论下行链路功率分配研究基于凸优化的下行链路资源分配研究结论*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配异构网络下行链路功率分配 系统模型 同时考虑N个同频干扰的基站 每个基站内的活跃用户为U 同频子信道的相邻基站用户之间存在同频干扰 在同一个基站内，多个用户不能共享一个信道*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配异构网络下行链路功率分配形成优化问题引入非合作博弈论净效用函数效用函数代价函数最优解：表示单位功率的价格*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配如果满足以下条件，则非合作博弈存在纳什均衡点1）是欧式空间的非空、闭的、有界凸集；2）在连续，在上拟凹；证：1）2） 纳什均衡均衡点存在性证明异构网络下行链路功率分配*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配 纳什均衡均衡点唯一性证明异构网络下行链路功率分配*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配因为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 方程收敛到唯一点，所以纳什函数的唯一性需要证明为标准函数：即满足正性、单调性和可量测性。证：2）单调性单调递减3）可测量性1）正性可测量性 纳什均衡均衡点唯一性证明异构网络下行链路功率分配*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配 流程图 仿真参数异构网络下行链路功率分配 参数名称 参数值 系统总带宽 10MHz 子载波数 600 信道数目 24 MBs/FBs用户数目 4 MBs总功率 45dBm FBs总功率 25dBm MBs半径 500m FBs半径 50m 误码率 路径损耗指数 阴影衰落指数 8dB 白噪声密度 -174dBm/Hz*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配b)每个用户吞吐量收敛性a)每个用户功率收敛性 收敛性分析异构网络下行链路功率分配*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配 随着代价因子的不断增加，系统的平均功率在不断的减少 每个用户在提高自己的吞吐量的同时增加对其他同频使用者的干扰，这时该用户受干扰时，就会增加发射功率，从而增加自己的吞吐量，进入一个恶性循环状态 当引入代价函数后，用户的对自己的高发射功率需要付出一定的代价，所以随着代价因子的增加，用户的发射功率也会逐渐的减少 不同代价因子对系统平均功率的影响异构网络下行链路功率分配*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配 随着代价因子的增加，系统的总吞吐量也在增加，但是当代价因子到达一定的值时，系统的总吞吐量不再增加，达到一个平衡状态 可以选择最佳的代价因子，降低发射功率的同时也可以保证系统的吞吐量。 不同代价因子对系统吞吐量的影响异构网络下行链路功率分配*目录下行功率分配系统模型分配算法仿真结果引入Wi-Fi下行功率分配 随着代价因子的增加，系统公平性指数在不断的下降 不同信道条件的下的用户，在提高自己发射功率的同时均要付出相同的代价，对于信道条件不理想的用户就会出现不公平。 不同代价因子对公平性的影响异构网络下行链路功率分配*目录下行功率分配引入Wi-Fi下行功率分配系统模型分配算法仿真分析异构网络结合Wi-Fi下行功率分配 系统模型 问题形成 证明纳什均衡点存且唯一信道接通概率MBsFBs常数*目录下行功率分配引入Wi-Fi下行功率分配系统模型分配算法仿真分析异构网络结合Wi-Fi下行功率分配——分配算法*目录下行功率分配引入Wi-Fi下行功率分配系统模型分配算法仿真分析异构网络结合Wi-Fi下行功率分配——仿真结果与分析 随着Wi-Fi用户数的增加，FBs用户占用非授权频段比例逐渐下降 碰撞概率越小，FBs用户占用非授权频段比例就越小，保证低碰撞率的要求 不同Wi-Fi用户数目下FBs占用非授权频段的时间比例 仿真参数 参数值 25dBm 20MHz 32 6 路径损耗指数*目录下行功率分配引入Wi-Fi下行功率分配系统模型分配算法仿真分析异构网络结合Wi-Fi下行功率分配——仿真结果与分析a)每个用户吞吐量收敛性b)每个用户功率收敛性 收敛性*目录下行功率分配引入Wi-Fi下行功率分配系统模型分配算法仿真分析异构网络结合Wi-Fi下行功率分配——仿真结果与分析a)加入Wi-Fi后功率对比b)加入Wi-Fi后吞吐量对比 引入Wi-Fi后的功率与吞吐量变化*目录下行功率分配引入Wi-Fi下行功率分配系统模型分配算法仿真分析异构网络结合Wi-Fi下行功率分配——仿真结果与分析a)加入Wi-Fi后功率对比b)加入Wi-Fi后公平性指数对比 引入Wi-Fi后不同代价因子下功率与吞吐量变化*目录Part1Part2Part3Part4Part5绪论异构网络资源分配相关技术基于非合作博弈论下行链路功率分配研究基于凸优化的下行链路资源分配研究结论*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化下行链路资源分配研究——系统模型Part4 以FBs中用户的下行链路的吞吐量为研究目标 采用时分方式公用MBs的系统频谱资源 采用LBT机制分享Wi-Fi的非授权频段资源 系统模型*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化下行链路资源分配研究——系统模型Part4授权频段非授权频段 问题形成*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化下行链路资源分配研究——系统模型Part4FBs用户传输速率要求授权频段上的每个子信道占用时间比例限制FBs基站传输功率的限制FBs用户在每个信道上对MBs的用户干扰门限限制*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化下行链路资源分配研究——分配算法Part4 构造拉格朗日函数 KKT条件*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化下行链路资源分配研究——分配算法Part4拉格朗日乘子迭代表达式 KKT条件*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化下行链路资源分配研究Part4 流程图 仿真参数 参数名称 参数值 MBs的覆盖范围 500m FBs的覆盖范围 50m Wi-Fi的覆盖范围 100m FBs的总功率 35dBm FBs用户在非授权频段上的发射功率 25dBm MBs用户的发射功率 30dBm 非授权频段带宽 20MHz 授权频段上每个信道带宽 2MHz Wi-Fi用户数目 4 碰撞概率 0.4 FBs用户占用非授权频段总时间 0.35 FBs用户的QoS保障速率 10Mbps 路径损耗指数 阴影衰落指数 8dB 白噪声密度 -174dBm/Hz*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化的下行链路资源分配研究——仿真结果与分析Part4 信道数目为10，不同FBs用户数目下的在授权频段上吞吐量变化情况 随着用户数目的不断增加，每个用户数目下的授权频段吞吐量也是不断增加，但是增加幅度逐渐减少 不同FBs用户数目下授权频段总吞吐量的变化*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化的下行链路资源分配研究——仿真结果与分析Part4 不同的MBs用户的干扰门限下，FBs用户在授权频段上吞吐量变化情况 在MBs用户的干扰门限从-60dBm到-50dBm变化时，一个FBs中所有用户在授权频段上吞吐量在逐渐增长 随着MBs用户干扰门限的增加，FBs的用户在共享授权频段资源时会分配给信道条件好FBs用户更大的功率，这样就会增加FBs的总吞吐量 不同干扰门限下授权频段用户速率的变化情况*目录下行功率和频谱联合分配系统模型分配算法仿真分析基于凸优化的下行链路资源分配研究——仿真结果与分析Part4 不同的FBs用户QoS要求下，FBs用户占用授权频段吞吐量变化 FBs用户的QoS从2Mbps到10Mbps时，FBs中用户在授权频段上的吞吐量在逐渐下降 随着FBs用户QoS要求的增加，需要更多的频谱资源保证QoS，所以之前为信道条件好的用户分配的资源就会变少，导致FBs用户在授权频段上的数据传输速率下降 不同QoS要求下FBs用户在授权频段上的平均吞吐量的变化情况*目录Part1Part2Part3Part4Part5绪论异构网络资源分配相关技术基于非合作博弈论下行链路功率分配研究基于凸优化的下行链路资源分配研究结论*目录结论总结与展望Part4结论 从减轻干扰角度，引入代价函数。建立非合作博弈模型，最大化FBs用户的净效用函数，证明纳什均衡解存在且唯一，算法收敛快。 从频谱资源角度，引入Wi-Fi接入点，建立非合作博弈模型，证明纳什均衡解存在且唯一。减少了FBs用户发射功率，在MBs用户不增加己发射功率时可提高MBs用户的总吞吐量，进一步提高了公平性。从联合功率和频谱分配角度，建立模型，考虑CTI和ITI，最大化FBs用户下行数据传输速率，形成凸优化问题。从收敛性、FBs用户数目、MBs用户干扰门限及FBs的QoS要求等方面验证模型的合理性以及算法的可行性。*感谢您的批评指正！答辩日期学号RESEARCHONRESOURCEALLOCATIONINHETEROGENEOUSNETWORK答辩人指导老师