多天線多用戶下行系統(tǒng)中跨層資源分配方法的研究.pdf

1、未來的無線通信需要為用戶提供高速、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，如語音，視頻流，視頻會議和Intemet等，不同的多媒體業(yè)務(wù)有不同的服務(wù)質(zhì)量要求，如何保證用戶的服務(wù)質(zhì)量是未來無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的一個重要研究方面。資源分配是保證用戶服務(wù)質(zhì)量的一個有效途徑。另外，多天線技術(shù)由于其能達到很好的頻譜利用率而備受關(guān)注。本文研究了多天線多用戶下行系統(tǒng)中的跨層資源分配算法，研究的內(nèi)容包括基于服務(wù)質(zhì)量保證的跨層資源分配算法和基于效用函數(shù)的資源分配算法。 本文首

2、先回顧了無線通信的發(fā)展趨勢以及其面臨的挑戰(zhàn)，并介紹了目前無線通信領(lǐng)域研究的熱點技術(shù)，包括多天線技術(shù)、多載波技術(shù)和動態(tài)資源分配技術(shù)。以實現(xiàn)系統(tǒng)資源的有效利用和保證用戶的服務(wù)質(zhì)量為目標(biāo)，本文討論了經(jīng)典的幾類調(diào)度算法：機會調(diào)度、基于公平性的調(diào)度、基于效用函數(shù)的調(diào)度和適合于有線網(wǎng)的調(diào)度方法，并分析了了各類算法的優(yōu)缺點。 在多天線多用戶系統(tǒng)中，通過采用調(diào)度加波束成型的方式能獲得很高的系統(tǒng)容量。通過選擇當(dāng)前信道質(zhì)量較好的用戶傳輸可以提高系統(tǒng)

3、資源利用率，但這種調(diào)度方法一般假設(shè)系統(tǒng)中只有盡力型業(yè)務(wù)用戶。當(dāng)系統(tǒng)中多種業(yè)務(wù)共存時，調(diào)度算法需要保證這些業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。針對系統(tǒng)中存在時延敏感類業(yè)務(wù)和非時延敏感類業(yè)務(wù)兩類業(yè)務(wù)，本文提出了一種基于服務(wù)質(zhì)量保證的跨層資源分配算法。通過引入一個新的參數(shù)，基于服務(wù)質(zhì)量保證的跨層資源分配算法有效刻畫了用戶的服務(wù)狀態(tài)信息，能在達到低的丟包率的同時獲得高的傳輸速率。本文提出的基于服務(wù)質(zhì)量保證的跨層資源分配算法在保證用戶服務(wù)質(zhì)量和有效利用系統(tǒng)資源之間取

4、得了很好的折中。 利用效用函數(shù)理論，針對系統(tǒng)中存在語音業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)、非實時業(yè)務(wù)和盡力型業(yè)務(wù)，本文提出了基于效用函數(shù)最大化的調(diào)度策略。本文針對以上四種業(yè)務(wù)設(shè)計了四種不同的效用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們采用基于時延或吞吐率的效用函數(shù)時，最大化用戶的效用函數(shù)等效于最大化效用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)與用戶傳輸速率的乘積。針對多用戶MIMO-OFDM下行系統(tǒng)，本文提出了一種最大化效用函數(shù)的資源分配算法，其中包括兩個步驟，聯(lián)合地天線和子載波分配和