小細胞雲端無線接取網路之合作式排程與仿真機制

Abstract

隨著可攜式手持裝置普及化以及應用程式的多元發展，使用者對於無線通訊的需求越來越高。目前無線通訊系統面臨最大的問題就頻寬不足的問題，為了滿足快速成長的通訊量，我們利用小細胞無線接取網路(Small Cell Radio Access Networks)以及雲端(Cloud)來分配及管理可使用的資源。 在我們的論文中，我們設計了運作在電視空白頻譜上的感知無線電雲端網路(cloud-based cognitive radio access network，C2-RAN)。為了有效管理電視空白頻譜的資源，我們提出了一個適用於我們系統上的資源管理架構。我們的資源管理架構主要分成三個部分，包括在雲端上的分群及資源管理、在雲端上的功率控制及資源分配、以及在感知無線電存取點上的資源管理及使用者排程。在本論文中我們著重於第三個部分，首先我們定義一些服務類別，根據使用者的移動行為以及資源分配的狀況將其分為三種狀態進而保障使用者服務的連續性。對於上行與下行的服務需求是不平等的，所以我們會動態調整上行與下行的時間槽比例，之後將相同狀態的使用者使用我們所提出的資源對應方法將使用者提出的資源量對應到一個基地台所需的頻道數，最後經由雲端經由資源分配以及功率控制後將結果分給各個基地台，此時使用我們所設計的演算法進一步以時間區塊為單位分配資源給使用者，並最大化系統的效能。 使用最佳化演算法雖然能夠確保最大化系統效能，但是基於演算法的複雜度太高無法使用在即時的系統中，所以我們提出了一個複雜度較低的排成演算法套用在我們的系統中。最後的模擬中我們可以看出我們所提出的演算法與最佳化演算法的比較，另外對於動態改變時間槽對系統的影響，以及大規模的模擬中，對於一整套系統從端至雲，再由雲至端為使用者帶來的效益。