B3G移動通信系統(tǒng)中資源分配技術(shù)研究.pdf

1、下一代移動通信系統(tǒng)作為對目前第二代(2G)移動通信系統(tǒng)和第三代(3G)移動通信系統(tǒng)的升級，能夠提供更高的數(shù)據(jù)速率，支持更多的用戶并且滿足多種業(yè)務(wù)的不同服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求。多輸入多輸出(MIMO)和正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)能夠更充分地利用有限的頻譜資源提供可靠的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，成為當(dāng)前的研究熱點，被認(rèn)為是B3G/4G以及未來寬帶無線移動通信系統(tǒng)最有希望的物理層技術(shù)。本論文將研究以正交頻分多址接入(OFDMA)和空分多址(SDMA)技

2、術(shù)為基礎(chǔ)的B3G移動通信系統(tǒng)中的資源分配技術(shù)，包括多業(yè)務(wù)多用戶資源分配算法、多載波系統(tǒng)的公平調(diào)度算法、蜂窩小區(qū)及結(jié)合SDMA技術(shù)的資源復(fù)用算法的研究。 理解無線信道特點及其衰落特性是研究資源分配技術(shù)的基礎(chǔ)。論文首先概括地分析了OFDM/MIMO信道的傳播特征，介紹了OFDM/MIMO信道模型，分類討論了以O(shè)FDM技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)成的各種多址方式及其優(yōu)缺點。然后建立OFDMA系統(tǒng)的無線資源管理模型并進(jìn)一步的將多用戶OFDM系統(tǒng)資源分配

3、技術(shù)的研究方法作了歸納總結(jié)，納入最優(yōu)化理論的范疇，并根據(jù)代價函數(shù)的不同對資源分配的研究策略分類討論。也指出了如何通過放松約束條件來降低算法復(fù)雜度以求解分配問題。 比例公平算法是無線系統(tǒng)中適應(yīng)信道變化提高吞吐量并維持用戶公平的常用算法之一，既充分利用了頻率選擇性衰落環(huán)境中的多用戶分集效應(yīng)，提高了系統(tǒng)的吞吐量，又可避免惡劣環(huán)境的用戶處于饑餓狀態(tài)。本文對已有的OFDMA系統(tǒng)的比例公平算法(MPF)進(jìn)行了深入的分析，在此基礎(chǔ)上提出了一種

4、等功率分配條件下多載波比例公平算法的次優(yōu)解調(diào)度算法，與文獻(xiàn)中常用的多載波比例公平算法相比，該算法獲得的系統(tǒng)吞吐量有明顯的提高，公平性曲線更加符合3GPP公平性準(zhǔn)則曲線。 為保證系統(tǒng)中多用戶多業(yè)務(wù)的要求，需要有效的算法來保證各種業(yè)務(wù)的優(yōu)先級和用戶QoS，本文在現(xiàn)有文獻(xiàn)研究成果的基礎(chǔ)上，給出了一種基于多級分組的OFDMA系統(tǒng)的資源分配算法，比傳統(tǒng)的子載波交換算法具有更低的復(fù)雜度且能更好地滿足多業(yè)務(wù)用戶的不同QoS需求。同頻干擾是OF

5、DMA蜂窩系統(tǒng)中頻率規(guī)劃的主要障礙。為充分地復(fù)用頻譜及有效地降低同頻干擾，無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)通常要收集各個小區(qū)的子載波使用情況及功率分配情況，然后統(tǒng)一地為各個小區(qū)分配資源，這勢必需要傳輸大量的信令及復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。本文探討了基于基站的分布式信道分配方案，提出了一種修正信道增益和功率注水相結(jié)合的算法，可以較少的信令負(fù)荷達(dá)到降低同頻干擾，提高系統(tǒng)的頻譜利用率。 探討OFDMA和SDMA相結(jié)合的OFDM-SDMA系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實