毫米波通信系統(tǒng)中空間復用調度算法的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，人們對無壓縮高清視頻傳輸、海量下載等無線多媒體應用的速率要求日益強烈。當前，微波頻段頻譜資源短缺，且難以進一步提高頻譜利用率，因此，很難實現(xiàn)高速率的要求，這一現(xiàn)狀使得高頻段通信受到廣泛關注。目前尚未得到充分開發(fā)和利用的30～300GHz毫米波頻段頻譜資源充足，勢必成為下一代超高速通信的理想載波頻段。近年來，世界各國陸續(xù)開放57～66GHz頻譜資源，高達9GHz的連續(xù)帶寬為超高速毫米波無線通信提供了無限可能，成

2、為學術界和工業(yè)界關注的重點。密集室內無線個域網(wǎng)作為毫米波的主要應用場景，通常需要多條鏈路同時進行通信，然而根據(jù)大部分國家信號劃分情況，毫米波通信只能覆蓋2個信道，所以如何提高系統(tǒng)的空間復用能力成為提高網(wǎng)絡容量的重點研究問題之一。本論文針對毫米波無線通信中的波束訓練、空間復用等關鍵問題展開研究。
　　首先，本文研究IEEE802.11 ad標準中的波束訓練機制，提出改進的信息反饋的波束訓練機制。在本方案中，鏈路發(fā)送端和接收端在進行波

3、束訓練之后，將波束訓練的信息上傳到PCP/AP，PCP/AP收集信息之后生成以位置為索引的波束賦形信息適配表，并不斷定期刷新信息表的信息，以確保信息的實時性和可靠性。利用這些信息，一方面PCP/AP能有效進行通信資源分配，完成全網(wǎng)資源優(yōu)化調度，為空間復用技術奠定基礎，另一方面，相同位置進行數(shù)據(jù)傳輸時，直接調用適配表中的波束賦形信息，無需重新進行波束訓練，節(jié)約資源，提高通信的效率。
　　其次，本文研究基于協(xié)議干擾模型的空間復用調度算

4、法。在本方案中，針對具體的系統(tǒng)模型定義空間復用評估準則和信息收集機制，以本文所提的波束訓練機制為基礎，將適配表中的信息轉化為波束差值表，根據(jù)波束差值表來判斷鏈路能否進行空間復用，通過空間復用調度算法，選出對應服務期中能夠同時進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溌?，生成可行的鏈路調度方案。從仿真結果可以看出，相比較IEEE802.11 ad標準的方案以及MSND方案，本文提出的方案能夠有效提高空間復用的增益。
　　最后，本文分析了協(xié)議干擾模型的局限性，

5、研究基于物理干擾模型的空間復用調度算法。在本方案中，以信干噪比為空間復用的判決準則，針對四種不同的場景，利用波束訓練得到的信息推導出更加簡單的評判表達式。在考慮空間復用的調度方案上，兼顧考慮鏈路調度的公平性，對于首先要求的鏈路優(yōu)先安排在服務期中，而且每一個服務期都安排了鏈路，充分利用了服務期的資源，然后根據(jù)判定結果合理安排鏈路調度，以達到空間復用的目的。最終的仿真表明，相比較傳統(tǒng)的空間復用技術，本文提出的基于物理干擾模型的空間復用方案能