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文檔簡介
1、為了提高頻譜效率、支持多業(yè)務的高速數(shù)據(jù)的傳輸,人們公認必將采用兩種關鍵技術:一是正交頻分復用(OFDM),二是多入多出(MIMO)。 無線資源的綜合利用是未來移動通信的重要支撐技術,對提高系統(tǒng)頻譜效率、保證用戶服務質量(QoS)起著至關重要的作用。在基于MIMO OFDM的未來移動通信系統(tǒng)中,可用的無線資源從一維空間擴大到多維空間,從一收一發(fā)的可變速率、可變調制、可變功率、可變系統(tǒng)帶寬,到多發(fā)多收下的可變天線數(shù)目、天線的聯(lián)合使用
2、方式,再到結合媒體接入控制(MAC)層和物理層的交叉層資源調度,使得無線資源管理變得非常復雜。 本文在分析MIMO OFDM系統(tǒng)模型和改進無線局域網MAC協(xié)議的基礎上,研究了結合物理層與MAC層的MIMO OFDM系統(tǒng)交叉層無線資源管理技術。主要工作概括如下: 1.研究了IEEE802.11無線局域網(WLAN)及其QoS增強MAC協(xié)議,提出了一種基于時延的退避算法,使競爭窗口(CW)隨著不同業(yè)務需求和當前時延動態(tài)變化,
3、因而可在保證高優(yōu)先級用戶QoS(時延和吞吐量)的前提下,避免低優(yōu)先級用戶饑餓的問題。 2.研究了OFDM系統(tǒng)中的物理層功率分配和比特加載技術,在比例公平算法的基礎上,根據(jù)不同業(yè)務的QoS需求,提出了結合MAC層與物理層的多用戶OFDM系統(tǒng)交叉層無線資源管理算法。該算法不僅考慮了用戶信道狀態(tài)信息,而且考慮了業(yè)務優(yōu)先級及其QoS特性。此外還提出了使用容量區(qū)域估計可接入用戶數(shù)的接入控制算法。通過對各用戶帶寬、時延等特性的分析與仿真表明
4、,所提算法能夠保證用戶所需的QoS。 3.研究了MIMO系統(tǒng)中的物理層功率分配和比特加載技術。在塊對角算法的基礎上,針對塊對角算法用戶數(shù)不能大于基站發(fā)送天線數(shù)的限制,提出一種空域和時域相結合的無線資源管理算法。算法結合空域的多用戶天線選擇和時域上的時隙分配,把資源管理擴展到空時二維,使得各用戶帶寬、時延等QoS需求在某個給定大小的周期內得到有效保證。 4.在充分研究OFDM和MIMO系統(tǒng)資源分配算法的基礎上,研究了空間相
5、關性對MIMO系統(tǒng)的影響,給出了一種MIMO OFDM系統(tǒng)中的空-時-頻三維資源分配算法,其中通過頻域分離可能存在空間高度相關的用戶,為他們分配不同子載波來避免空間多用戶干擾;同時還根據(jù)用戶請求帶寬進行空域天線選擇和頻域子載波分配。此外,在時域采用速率補償機制,提高吞吐量,并保證用戶間的公平性。這種補償機制的原理是:當某個或某幾個用戶的信道質量過差時,將其帶寬暫時分配給其他用戶使用,以便提高總的頻譜效率,而當這些信道質量變好時,則給予速
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