寬帶無線網(wǎng)絡(luò)無線資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，如何利用有限的無線頻譜資源提供更高的數(shù)據(jù)速率，支持更多的業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量需求，已成為寬帶無線網(wǎng)絡(luò)面臨的主要挑戰(zhàn)?！耙苿?dòng)寬帶化”和“寬帶接入移動(dòng)化”的發(fā)展趨勢(shì)，使寬帶無線網(wǎng)絡(luò)所采用的關(guān)鍵技術(shù)趨于統(tǒng)一，即采用基于正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM）的傳輸技術(shù)，正交頻分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple A

2、ccess，OFDMA）或單載波頻分多址（Single Carrier-Frequency Division Multipie Access，SC-FDMA）的多址技術(shù)，多入多出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技術(shù)以及自適應(yīng)調(diào)制編碼等多種鏈路自適應(yīng)技術(shù)，從而達(dá)到高數(shù)據(jù)速率和高吞吐量的要求，同時(shí)支持多種業(yè)務(wù)的QoS要求。
　　 各種新的關(guān)鍵技術(shù)要發(fā)揮其最佳性能，必須與高效的無線資源管理技術(shù)

3、相結(jié)合。而傳統(tǒng)的無線資源管理的很多設(shè)計(jì)都不是基于這些關(guān)鍵技術(shù)的，因此必須加以改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)，以達(dá)到系統(tǒng)性能的要求。本論文針對(duì)基于OFDM/OFDMA的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，從保障業(yè)務(wù)多種QoS要求的角度出發(fā)，對(duì)影響QoS的兩種重要機(jī)制，即無線資源的調(diào)度和分配機(jī)制，以及呼叫接納控制機(jī)制進(jìn)行了深入的研究，并提出了相應(yīng)的技術(shù)方案。
　　 論文首先分析了寬帶無線網(wǎng)絡(luò)中資源調(diào)度的特點(diǎn)，對(duì)幾種關(guān)鍵因素包括QoS要求、無線信道的特點(diǎn)、鏈路自適應(yīng)機(jī)制等

4、對(duì)OFDM系統(tǒng)無線資源調(diào)度的影響進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，提出了兩種基于OFDMA系統(tǒng)的具有QoS保證的調(diào)度和資源分配算法。算法一針對(duì)用戶的QoS需求和用戶在不同子信道上的性能差異及其分布特性確定調(diào)度的優(yōu)先級(jí)，使調(diào)度按照更利于系統(tǒng)吞吐量的順序進(jìn)行。在對(duì)被調(diào)度的用戶進(jìn)行資源分配時(shí)，以首先滿足用戶的最小QoS要求為原則，然后再進(jìn)行最大化系統(tǒng)利用率的分配。算法二對(duì)算法一進(jìn)行了簡化，其調(diào)度優(yōu)先級(jí)的確定和資源的分配僅與QoS需求和子信道質(zhì)量本身相關(guān)

5、，以犧牲一定的系統(tǒng)吞吐量性能而到降低算法復(fù)雜度的目的。仿真驗(yàn)證表明，兩種算法都具有多業(yè)務(wù)環(huán)境下滿足業(yè)務(wù)QoS需求的能力，同時(shí)取得了系統(tǒng)吞吐量與用戶公平性的平衡。
　　 由于調(diào)度和資源分配有效工作的前提是要求有良好的呼叫接納控制機(jī)制將系統(tǒng)內(nèi)的用戶業(yè)務(wù)量限制在系統(tǒng)容許的范圍內(nèi)。因此論文接下來研究了寬帶無線網(wǎng)絡(luò)中采用鏈路自適應(yīng)機(jī)制時(shí)的呼叫接納控制算法。論文在分析寬帶無線網(wǎng)絡(luò)呼叫接納控制特點(diǎn)和算法研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對(duì)基于OFDMA的系

6、統(tǒng)，提出了一種考慮用戶移動(dòng)性和自適應(yīng)調(diào)制編碼的接納控制算法。算法通過將小區(qū)分解為多個(gè)同心圓的方法，來確定業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)頻資源的占用量以及為切換用戶和調(diào)制編碼模式改變的用戶的資源預(yù)留量，在滿足用戶QoS需求的基礎(chǔ)上，保證了一定的連接阻塞率和掉話率。
　　 由于傳統(tǒng)的呼叫接納控制算法的性能分析模型均未考慮鏈路自適應(yīng)機(jī)制的影響，因此論文最后提出了一種基于排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)的呼叫接納控制算法的分析模型。將用戶調(diào)制編碼方式的改變等效為任務(wù)在排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)