未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的無(wú)線(xiàn)資源分配.pdf

1、隨著Internet的廣泛普及和移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展，以多媒體業(yè)務(wù)為代表的各種高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)，并逐漸成為未來(lái)通信系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)。未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)是為用戶(hù)提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)保障和高效的頻譜資源利用率。靈活有效的無(wú)線(xiàn)資源管理和調(diào)度對(duì)于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)有著舉足輕重的作用。 本論文針對(duì)未來(lái)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的資源調(diào)度和分配問(wèn)題展開(kāi)了深入的研究，重點(diǎn)對(duì)OFDMA系統(tǒng)，MIMO系統(tǒng)，MIMO/OFDM系統(tǒng)，以及OFDMA

2、/DWCS系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)資源分配問(wèn)題進(jìn)行了積極探索。 論文首先簡(jiǎn)要回顧了移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程，并列舉了無(wú)線(xiàn)資源分配中所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，最后給出了當(dāng)前研究的熱點(diǎn)一跨層設(shè)計(jì)。 第二章總結(jié)了OFDMA系統(tǒng)資源分配的研究現(xiàn)狀，首先對(duì)單用戶(hù)OFDM系統(tǒng)和多用戶(hù)OFDMA系統(tǒng)不同準(zhǔn)則下的子載波和功率分配進(jìn)行簡(jiǎn)單回顧，然后給出了基于速率效用函數(shù)和時(shí)延效用函數(shù)的OFDMA系統(tǒng)資源分配算法，最后闡述了多小區(qū)OFDMA系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題，以

3、及現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)資源分配策略。 第三章研究了多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)的資源調(diào)度，我們針對(duì)多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)的下行鏈路，建立了一個(gè)通用的跨層資源調(diào)度優(yōu)化模型，引入效用函數(shù)的概念，把復(fù)雜的約束優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的效用函數(shù)最大化問(wèn)題，然后在這個(gè)模型基礎(chǔ)上，提出了一種用戶(hù)分組方法和一種基于用戶(hù)分組的機(jī)會(huì)公平調(diào)度算法。 第四章研究了OFDMA/SDMA系統(tǒng)的資源分配，提出了一種跨層無(wú)線(xiàn)資源分配策略，我們綜合考慮了物理層的約束條件(用戶(hù)的BE

4、R性能，信道的空間正交性)和MAC層的約束條件(用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的需求和公平性)，將復(fù)雜的涉及子載波分配、比特分配和功率分配的聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題分解為兩個(gè)步驟：用戶(hù)選擇過(guò)程，比特和功率分配過(guò)程。這種“兩步走”的策略大大降低了資源分配的復(fù)雜度，而且在保障用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量和一定公平性的前提下，有效提高了系統(tǒng)的頻譜效率。 第五章研究了正交頻分多址分布式無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)(OFDMA-DWCS)的資源分配。針對(duì)DWCS系統(tǒng)本身的特點(diǎn)，我們提出了一種分層的無(wú)

5、線(xiàn)資源分配策略：接入點(diǎn)級(jí)資源分配和用戶(hù)級(jí)資源分配，接入點(diǎn)級(jí)資源分配負(fù)責(zé)資源的初步分配，中心處理根據(jù)接入點(diǎn)的資源請(qǐng)求，依照一定的公平性準(zhǔn)則，為其分配一定數(shù)量的子載波。用戶(hù)級(jí)資源分配是子載波和功率資源的進(jìn)一步分配，每個(gè)接入點(diǎn)根據(jù)其下屬用戶(hù)在子載波上的信道增益和速率需求，為每個(gè)用戶(hù)分配子載波和功率。我們借鑒合作博弈論中“納什議價(jià)解”公平性準(zhǔn)則，保證了接入點(diǎn)和用戶(hù)兩個(gè)級(jí)別上的公平性。與傳統(tǒng)的集中式資源分配相比，這種分層式資源分配是一種次優(yōu)算法，