Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp Gibbs cho việc tự tối ưu hóa mạng di động
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất và phân tích một lớp các thuật toán phân tán thực hiện tối ưu hóa chung các tài nguyên vô tuyến trong các mạng di động không đồng nhất được cấu thành bởi sự tiếp nối giữa các tế bào lớn và tế bào nhỏ. Trong bối cảnh này, việc sử dụng các thuật toán có khả năng giải quyết đồng thời các vấn đề như lựa chọn kênh, gán người dùng và điều khiển công suất là rất cần thiết. Trong các mạng như vậy, tính không thể dự đoán của các dạng tế bào và người dùng cũng yêu cầu các phương thức tối ưu hóa phân tán. Phương pháp được đề xuất được lấy cảm hứng từ vật lý thống kê và dựa trên bộ lấy mẫu Gibbs. Nó không yêu cầu các tính chất như lồi/không lồi, đơn điệu hoặc đối ngẫu thường thấy trong các bài toán tối ưu hóa cổ điển. Hơn nữa, nó hỗ trợ tối ưu hóa rời rạc, điều này đặc biệt hữu ích cho các hệ thống thực tiễn. Chúng tôi chỉ ra rằng phương pháp này có thể được triển khai một cách hoàn toàn phân tán và vẫn đạt được tối ưu hệ thống. Chúng tôi sử dụng mô phỏng để so sánh giải pháp này với các phương pháp vận hành mặc định hiện nay về cả thông lượng và tiêu thụ năng lượng. Cuối cùng, chúng tôi đề cập đến các vấn đề cụ thể trong việc triển khai giải pháp này và phân tích lưu lượng quá tải cần thiết trong khuôn khổ tiêu chuẩn 3GPP và femtocell.
Từ khóa
#tối ưu hóa mạng di động #thuật toán phân tán #tài nguyên vô tuyến #lựa chọn kênh #gán người dùng #điều khiển công suất #vật lý thống kê #bộ lấy mẫu Gibbs #tối ưu hóa rời rạc #tiêu chuẩn 3GPP #femtocellTài liệu tham khảo
Schmelz LC, van den Berg JL, Litjens R, Zetterberg K, Amirijoo M, Spaey K, Balan I, Scully N, Stefanski S: Self-organisation in wireless networks - use cases and their interrelations. Wireless World Res. Forum Meeting 22 2009, 1-5.
Sesia S, Toufik I, Baker M: LTE—The UMTS Long Term Evolution: From Theory to Practice. 2011.
Chen CS, Baccelli F: Self-optimization in mobile cellular networks: power control and user association. In IEEE International Conference on Communications. Cape Town; 2010:1-6.
Hasan Z, Boostanimehr H, Bhargava V: Green cellular networks: a survey, some research issues and challenges. IEEE Commun. Surv. Tutor 2011, 13(4):524-540.
Saunders S, Carlaw S, Giustina A, Bhat RR, Rao VS, Siegberg R: Femtocells: Opportunities and Challenges for Business and Technology. 2009.
3GPP TS 36942: Evolved universal terrestrial radio access (EUTRA): radio frequency system scenarios. Tech. spec. v10.2.0 2011.
Luo ZQ, Zhang S: Dynamic spectrum management: complexity and duality. IEEE J. Sel. Top. Signal Process 2008, 2(1):57-73.
Chen CS, Shum KW, Sung CW: Round-robin power control for the weighted sum rate maximisation of wireless networks over multiple interfering links. Europ. Trans. Telecommun 2011, 22(8):458-470. 10.1002/ett.1496
Ahmed N, Keshav S, SMARTA: a self-managing architecture for thin access points. In ACM CoNEXT. Lisbon; 2006:1-12.
Broustis I, Papagiannaki K, Krishnamurthy SV, Faloutsos M, Mhatre V: MDG measurement-driven guidelines for 802.11 WLAN design. In ACM MobiCom. Montreal; 2007:254-265.
Chiang M, Tan CW, Palomar DP, O’Neill D, Julian D: Power control by geometric programming. IEEE Trans. Wirel. Commun 2007, 6(7):2640-2651.
Chen CS, Øien GE: Optimal power allocation for two-cell sum rate maximization under minimum rate constraints. In IEEE International Symposium on Wireless Communication Systems. Reykjavik; 2008:396-400.
Qian L, Zhang YJ, Huang J: MAPEL: achieving global optimality for a non-convex wireless power control problem. IEEE Trans. Wirel. Commun 2009, 8(3):1553-1563.
Geman S, Geman D: Stochastic relaxation Gibbs distributions, and the Bayesian restoration of images. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell 1984, PAMI-6(6):721-741.
Brémaud P: Markov Chains: Gibbs Fields, Monte Carlo Simulation, and Queues. 1999.
Massoulié L, Roberts J: Bandwidth sharing: objectives and algorithms. IEEE/ACM Trans. Netw 2002, 10(3):320-328. 10.1109/TNET.2002.1012364
Coucheney P, Gaujal B, Touati C: Self-optimizing routing in MANETs with multi-class flows. In IEEE PIMRC. Istanbul; 2010:2751-2756.
Liu JS, Wong WH, Kong A: Covariance structure and convergence rate of the Gibbs sampler with various scans. J. Royal Stat. Soc. Ser. B. (Methodological) 1995, 57(1):157-169.
36331 3GPPTS: Evolved universal terrestrial radio access (EUTRA) radio resource control (RRC): protocol specification. Tech. spec. v10.4.0 2011.
IEEE 80220 Working Group on Mobile Broadband Wireless Access: Channel models document. 3GPP–3GPP2 Tech. Rep 2007.
Møller J: Lectures on Random Voronoi Tessellations. 1994.
Chen CS, Baccelli F, Roullet L: Joint optimization of radio resources in small and macro cell networks. In IEEE 73rd Vehicular Technology Conference (VTC Spring). Budapest; 2011:1-5.