基于深度神经网络的多蜂窝OFDM系统无线资源分配方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cxksky
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
第五代移动通信时代(the 5th Generation,5G)已经到来,接入无线网络的移动终端设备的数目呈指数式增长。与此同时,用户的需求已经不仅仅局限于互发短信和语音通话等服务,社交网络以及多媒体等服务也变成了用户必需的通信服务。正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)以其固有的对抗多径衰落的能力、灵活的用户接入以及较高的频谱利用率使其在4G、5G通信网络中得到了广泛的应用。如何在多蜂窝OFDM系统中进行无线资源分配受到了学术界的广泛关注。然而无线通信环境具有时变性,特别是在高移动性的通信环境中。在某一时刻t,采用传统算法进行资源分配,经过若干时间(35)t,得到资源分配策略A,由于信道的时变性,策略A对t+(35)t时刻的信道环境来说不再是最优解。因此,能够在快速时变的环境中提供实时计算能力的无线资源分配算法是实际通信的迫切需求。本课题将研究协作多蜂窝OFDM系统下行链路的实时无线资源分配方案。在协作多蜂窝OFDM系统中,来自临近小区的同频信号是进行资源分配时必须考虑的干扰项。本文假设全局频率复用,且协作基站间共享信道状态信息(Channel State Information,CSI)而非数据。然而,由于信道估计误差、反馈时延、量化误差等因素,完美的CSI在实际中很难获得。本文假设不完美的CSI,推导出全局频谱效率的表达式。针对基站发射功率受限的全局频谱效率最大化问题,本文将其分解成子载波分配子问题与功率控制子问题,并分别解决它们,然后总结出一种迭代的资源分配算法。在功率控制子问题中,本文采用几何规划和分数规划两种解法。由于深度神经网络(Deep Neural Networks,DNNs)可以将计算复杂度转移到线下,本文采用DNNs拟合该资源分配算法。仿真结果证明了该资源分配算法相比其他算法的优越性,同时训练好的DNNs与原算法的性能相当,且DNNs的计算复杂度大大降低。针对高移动性通信环境,将多普勒频移造成的子载波间的干扰(InterCarrier-Interference,ICI)考虑进来,推导出全局频谱效率的公式,并在基站发射功率受限的条件下去优化该问题。将该问题分成用户调度子问题和功率分配子问题,总结提出一种适合高移动性通信场景的迭代资源分配算法。然而,在高移动性的通信场景中,信道环境变化更快。由于迭代的资源分配算法不能在快速时变的通信环境中提供实时计算,本文训练DNNs以拟合高移动性环境中的迭代资源分配算法。仿真结果显示,该算法是适合高移动性通信环境的资源分配算法。同时,训练好的DNNs具有较好的预测性能,能以极低的复杂度在快速时变的信道环境中提供实时计算,因此更适合高移动性的通信环境。
其他文献
经皮穿刺手术已经在现代临床实践中得到广泛应用。现阶段临床肾脏穿刺手术依旧停留在手动刚性针穿刺阶段,机器人自动穿刺场景下的肾癌靶向柔性针精准穿刺方法有着广阔的研究和应用前景。相比于传统的手动刚性针穿刺,机器人自动柔性针穿刺在提高穿刺精度,降低手术风险和提高手术效率等方面展现出巨大的潜力和优势。针对复杂环境下机器人自动柔性针穿刺,本文提出了新的柔性针穿刺精准规划与补偿控制方法,并进行了仿真及实验研究。
含铅低熔封接玻璃是应用最广泛的电子封装材料之一,应用于显示器封装、半导体封装、真空绝缘玻璃封装、太阳能电池封装和导电浆料等领域。含铅低熔封接玻璃具有较低的玻璃化转变温度和较宽的玻璃形成范围,可通过添加组元来获得综合性能优良的玻璃。但是,含铅电子产品对环境和人类健康的威胁日益得到重视,开发无铅低熔封接玻璃迫在眉睫。钒磷酸盐玻璃是一种很具有开发前景的封接材料。目前制备钒磷酸盐玻璃的方法局限于高温的熔融
随着人工智能技术的发展,智能设备在生活中的比重日益增大,越来越多的人工任务开始被智能设备所代替。其中,图像语义分割作为计算机视觉领域的关键问题之一,可实现智能设备实现对场景的完整理解,是智能设备进行更好决策的前提。目前图像语义分割网络的主流研究方向聚焦于分割精度的提升,庞大的网络规模以及复杂的计算过程提高了网络模型的部署难度,使得语义分割在实际应用中遇到了瓶颈。另一方面,在轻量化网络语义分割网络的
折纸机构具有质量轻、展收比高、柔软性好、易小型化设计等特点,在机器人机构设计、宇航空间可展开机构、微纳操作、医疗无创手术、穿戴设备、能量吸收等领域有着十分广泛的应用前景。本文提出了一种基于折纸机构的微型柔性多自由度机械臂,能够通过磁场驱动实现弯曲、锚定、伸缩等操作。本文在折纸机构设计,电磁驱动器设计,磁定位方法与轨迹控制等方面展开了深入研究,具体内容如下:进行了折纸机械臂的构型设计与仿真分析。基于
随着科技不断进步,器件集成化和微型化程度越来越高,越来越多的人关注功能氧化物薄膜,薄膜材料相比传统块体材料拥有更丰富的物理性能和广阔的应用前景。而薄膜本身的性质对器件可靠性至关重要,所以研究清楚薄膜本身的物化性质也变得至关重要。反铁电薄膜作为功能氧化物薄膜中的一种,由于其有着存储、储能、制冷、应变制动等诸多应用,越来越多的人开始了对其的研究。Pb Zr O3作为反铁电材料的典型材料有着优异的反铁电
逆压梯度湍流边界层是自然界与工业生产中的常见现象,例如在机翼表面和叶轮表面等曲面上,其最为普遍的影响是导致边界层分离,进而产生各种不利情况。由于水下交通工具和潜艇的尾区同样存在曲面,所以也存在逆压梯度,其诱导产生的边界层分离一方面会导致涡脱,冲击尾部螺旋桨;另一方面会增大前行阻力,所以研究逆压梯度湍流边界层的性质至关重要。以此为背景,本文面向逆压梯度湍流边界层研究,首先设计并标定了整套实验装置。通
近些年随着罹患鼻腔疾病的人数逐渐增加,使用鼻内镜进行检查、手术的病例越来越多。计算机辅助系统能够直观展示鼻腔内部的信息,辅助医生完成手术规划,简化手术流程,减少患者的痛苦。利用鼻内镜图像与CT图像进行三维重建,获取三维模型。首先,利用相机标定获取相机内参,处理鼻内镜图像以减少干扰。然后,利用ASIFT算法提取鼻内镜图像特征点,利用对极几何的基本原理,计算出相机位姿变换并重建出稀疏点云。接下来,进行
为提高露天煤矿经济效益,优化露天矿山端帮靠帮开采道路宽度,以哈尔乌素露天煤矿开采现状图为依据,提出端帮靠帮开采方案并进行边坡稳定性模拟分析;在方案边坡稳定的前提下,根据现场实际道路参数设置斜坡道坡度,使用Vissim软件模拟靠帮后的端帮车流量密度及行车平均速度以验证方案可行性,再进行经济效益分析。研究结果表明:在采用靠帮开采方案后,不仅可以保证边坡安全,还可以将车流量密度降低11.02辆/km,行
随着城市化进程加剧,城区、室内等环境的位置信息需求大规模增长,新兴的技术服务譬如智慧医疗、无人驾驶、室内环境监测等等都需要高精度定位技术。全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)存在信号难以穿透建筑等障碍物的不足,室内、城区等区域定位精度很难得到保障,无线定位网络作为无缝定位系统组成部分的重要性日益凸显。鉴于锚节点位置的差异性以及无线定位
目标检测是自动驾驶系统的重要环节,基于机器学习的目标检测方法已经取得显著效果。但在自动驾驶环境下,无法提供高储存资源和计算资源。传统的视频目标检测算法网络结构复杂,计算硬件要求较高,并不适用于自动驾驶环境。于是设计一种实时性高,又能保证准确性的视频目标检测算法有其必要性以及实用价值。从检测速度提高方面对视频目标检测算法进行如下改进:针对自动驾驶环境中计算资源低的问题,提出面向图像的轻量化检测网络。