未來無線通信系統(tǒng)中的無線資源分配.pdf

1、隨著Internet的廣泛普及和移動通信技術的高速發(fā)展，以多媒體業(yè)務為代表的各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務不斷增長，并逐漸成為未來通信系統(tǒng)的核心業(yè)務。未來無線通信系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)是為用戶提供服務質(zhì)量(QoS)保障和高效的頻譜資源利用率。靈活有效的無線資源管理和調(diào)度對于無線網(wǎng)絡的設計有著舉足輕重的作用。 本論文針對未來無線通信系統(tǒng)中的資源調(diào)度和分配問題展開了深入的研究，重點對OFDMA系統(tǒng)，MIMO系統(tǒng)，MIMO/OFDM系統(tǒng)，以及OFDMA

2、/DWCS系統(tǒng)的無線資源分配問題進行了積極探索。 論文首先簡要回顧了移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程，并列舉了無線資源分配中所面臨的機遇和挑戰(zhàn)，最后給出了當前研究的熱點一跨層設計。 第二章總結(jié)了OFDMA系統(tǒng)資源分配的研究現(xiàn)狀，首先對單用戶OFDM系統(tǒng)和多用戶OFDMA系統(tǒng)不同準則下的子載波和功率分配進行簡單回顧，然后給出了基于速率效用函數(shù)和時延效用函數(shù)的OFDMA系統(tǒng)資源分配算法，最后闡述了多小區(qū)OFDMA系統(tǒng)面臨的主要問題，以

3、及現(xiàn)有的無線資源分配策略。 第三章研究了多用戶MIMO系統(tǒng)的資源調(diào)度，我們針對多用戶MIMO系統(tǒng)的下行鏈路，建立了一個通用的跨層資源調(diào)度優(yōu)化模型，引入效用函數(shù)的概念，把復雜的約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的效用函數(shù)最大化問題，然后在這個模型基礎上，提出了一種用戶分組方法和一種基于用戶分組的機會公平調(diào)度算法。 第四章研究了OFDMA/SDMA系統(tǒng)的資源分配，提出了一種跨層無線資源分配策略，我們綜合考慮了物理層的約束條件(用戶的BE

4、R性能，信道的空間正交性)和MAC層的約束條件(用戶服務質(zhì)量的需求和公平性)，將復雜的涉及子載波分配、比特分配和功率分配的聯(lián)合優(yōu)化問題分解為兩個步驟：用戶選擇過程，比特和功率分配過程。這種“兩步走”的策略大大降低了資源分配的復雜度，而且在保障用戶服務質(zhì)量和一定公平性的前提下，有效提高了系統(tǒng)的頻譜效率。 第五章研究了正交頻分多址分布式無線通信系統(tǒng)(OFDMA-DWCS)的資源分配。針對DWCS系統(tǒng)本身的特點，我們提出了一種分層的無

5、線資源分配策略：接入點級資源分配和用戶級資源分配，接入點級資源分配負責資源的初步分配，中心處理根據(jù)接入點的資源請求，依照一定的公平性準則，為其分配一定數(shù)量的子載波。用戶級資源分配是子載波和功率資源的進一步分配，每個接入點根據(jù)其下屬用戶在子載波上的信道增益和速率需求，為每個用戶分配子載波和功率。我們借鑒合作博弈論中“納什議價解”公平性準則，保證了接入點和用戶兩個級別上的公平性。與傳統(tǒng)的集中式資源分配相比，這種分層式資源分配是一種次優(yōu)算法，