結(jié)構(gòu)化壓縮感知在無線通信網(wǎng)絡流量預測中的應用研究.pdf

1、隨著綠色通信的提出，提高通信網(wǎng)絡的能量效率逐漸成為研究熱點。在目前的蜂窩網(wǎng)絡系統(tǒng)中，基站的功率是根據(jù)小區(qū)內(nèi)峰值用戶流量下的功率要求而設定的，這與實際用戶的流量的變化不相符，造成了網(wǎng)絡能量的浪費。因此，準確地預測蜂窩網(wǎng)絡中流量的變化，能夠為網(wǎng)絡資源的動態(tài)分配提供依據(jù)，提高網(wǎng)絡的能量效率。以往的研究已經(jīng)證明，由于用戶行為在時間和空間上的規(guī)律性變化，造成了蜂窩網(wǎng)絡中流量數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出周期性平穩(wěn)變化特性，從而使整個流量數(shù)據(jù)具有冗余性以及時間和空間上

2、的結(jié)構(gòu)特性，這種冗余性又造成了流量數(shù)據(jù)構(gòu)成的矩陣具有低秩特性，所以我們可以將流量數(shù)據(jù)信號等同于稀疏信號。
　　 壓縮感知是一種一種處理具有稀疏特性的海量數(shù)據(jù)的新興方法，其核心思想是將數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)壓縮結(jié)合，利用信號中的稀疏特性，以遠低于那奎斯特采樣率的速率對同時實現(xiàn)對信號的采樣和壓縮過程，并在目的端用壓縮感知恢復算法對信號進行精確重構(gòu)。其對于海量數(shù)據(jù)的高效采樣壓縮和精確恢復的能力，推動了其在無線通信網(wǎng)絡中的廣泛應用。
　　

3、 本文主要研究了壓縮感知的基本理論，分別從信號的稀疏化模型構(gòu)建、觀測矩陣的設計、恢復算法的設計三個方面具體介紹了壓縮感知的基礎理論。并總結(jié)了壓縮感知理論在無線通信網(wǎng)絡OSI模型下各層應用現(xiàn)狀，主要包括物理層的頻譜感知、信道估計，網(wǎng)絡層的基于路由選擇的數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡監(jiān)測，應用層的異常事件監(jiān)測、用戶定位等。
　　 本文主要研究了基于塊狀稀疏信號的壓縮感知改進理論，以及基于空時壓縮感知在蜂窩網(wǎng)絡流量預測中的應用。實際的信號處理中，常