摘要
随着无线智能设备大规模应用以及新型移动业务不断涌现，无线数据流量呈指数增长。在满足日益增长流量需求的同时，如何实现高速率低时延数据传输是未来无线通信需要解决的关键问题之一。为此，云无线接入网络架构(CloudRadioAccessNetwork，C-RAN)被提出，该架构可有效抑制干扰，降低传输损耗和传输时延，提升系统传输性能。并且，可采用组播传输和边缘缓存技术解决C-RAN回程容量受限和协作处理时造成的额外信令开销问题。组播传输技术凭借一对多的传输方式提高系统传输效率，节约网络资源，但该技术受限于复杂的无线信道衰落特性，如何在同时考虑信道质量和基站(BaseStation，BS)缓存的情况下实现系统的高性能传输是一个亟待解决的问题。因此，本文从C-RAN系统场景出发，应用组播传输和边缘缓存技术，以降低系统传输时延为目标，研究C-RAN的资源分配策略。 首先，在基于前向链路组播传输和BS缓存的C-RAN中，考虑前向链路和接入链路波束联合优化问题，实现系统传输时延最小。采用连续凸逼近，半定松弛和L0范数逼近理论等技术，将非凸问题转化为凸优化问题，并提出一种有效的迭代算法进行求解。不同于传统基于组播传输的C-RAN方案，所提方案可以根据BS文件缓存率和前向链路信道质量优化BS服务状态，即暂停服务和继续服务。仿真结果表明，相比于传统C-RAN方案，所提方案可有效降低系统传输时延。 然后，在基于缓存的C-RAN中，考虑接入链路非理想信道状态信息的鲁棒性联合波束设计问题。提出两种传输方案:前向链路和接入链路两阶段顺序传输(Non-SimultancousTransmission，NST)方案和两阶段同时传输(SimultaneousTransmission，ST)方案。在NST方案中，BS从中央处理器(CentralProcessor,CP)中获取未缓存的文件，然后将请求的文件传输至用户。在此基础上，设计一种基于BS缓存和前向链路信道质量的传输模型，研究考虑接入链路鲁棒性的优化问题，实现传输时延最小。接下来，提出一种迭代优化算法进行求解。在ST方案中，BS从CP获取未缓存文件的同时，将已缓存文件传输至用户，并根据接入链路传输速率和文件缓存率划分为两种情况。针对每种情况，分别设计前向组播波束和接入链路传输波束的联合优化问题，利用L0范数逼近、逐次凸逼近和半定松弛技术，提出一种迭代算法进行问题求解。最后，仿真结果表明，所提方案的传输性能优于传统方案。
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