B3G移动通信系统中无线资源管理技术的研究

发布时间：2017-09-18 09:08

  本文关键词：B3G移动通信系统中无线资源管理技术的研究

  更多相关文章： 未来移动通信系统 正交频分复用多址接入 多输入多输出系统 多用户分集 无线资源管理 分组调度 呼叫接纳控制 随机服务模型

【摘要】：移动通信和互联网的高速发展，使得人们对宽带无线接入的需求越来越迫切。人们期望，未来的移动通信系统(B3G，Systems Beyond3G)能够提供更高的数据速率，支持更多的用户并且满足多种业务的不同服务质量(QoS，Quality of Service)要求。 在所有的B3G候选方案中，正交频分多址接入(OFDMA， Orthogonal Frequency Division Multiple Access)系统受到广泛关注。由于使用快速傅立叶变换及其逆变换实现OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)符号的调制和解调，OFDMA系统不但实现简单，而且能够克服宽带无线通信中由多径效应引起的严重的符号间干扰(ISI，Inter-Symbol Interference)。应用先进的无线资源管理技术，充分利用无线信道的衰落特性，OFDMA系统能够增加频率分集和多用户分集增益，提高系统容量，满足多方多媒体业务的通信需求。因此本文把多用户多业务OFDMA系统中的无线资源管理技术作为研究的重点。 研究无线资源管理技术，确定系统的容量极限非常重要。本文首先用多用户信息论推导了MIMO-OFDM(Multiple Input Multiple Output)系统在衰落信道下的广播信道容量、多用户分集增益和最优发送策略，并且分析了多径时延扩展、信噪比及天线数对系统容量的影响。结果表明：天线数和平均接收信噪比是决定MIMO-OFDM系统信道容量的关键因素，天线数越多或者接收信噪比越大，信道的容量越大；系统带宽固定后，，信道容量几乎不受多径时延扩展／子载波数的影响；慢衰落信道下的最大信道容量可以使用空-频两维注水算法得到；而多用户OFDM系统的最大信道容量则可以用平均分配发送功率的方法逼近。 考虑到对有限的无线资源的有效利用是提高频谱效率的关键，论文进一步研究了多用户OFDMA系统中的无线资源分配算法，并且提出了一种适用于多业务OFDMA系统的自适应子载波分配和比特加载方案。该算法按照业务的QoS把用户分类并划分优先级，然后根据不同的优先级使用不同的优化目标为其分配资源。对时延和时延抖动敏感的业务，通过把最大化系统吞吐量和降低中断概率作为优化目
【关键词】：未来移动通信系统 正交频分复用多址接入 多输入多输出系统 多用户分集 无线资源管理 分组调度 呼叫接纳控制 随机服务模型
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 第一章 绪论16-38
• 1.1 B3G系统及其研究现状16-20
• 1.2 B3G无线接入系统的技术发展趋势20-23
• 1.3 无线资源管理技术的研究进展23-25
• 1.4 多用户OFDM系统中的无线资源管理技术25-29
• 1.5 本论文的主要工作及结构29-30
• 参考文献30-38
• 第二章 多用户OFDM系统基本原理38-59
• 2.1 OFDM系统的工作原理38-41
• 2.1.1 工作原理38-40
• 2.1.2 参数设置40-41
• 2.2 OFDM系统信道模型41-50
• 2.2.1 无线信道的衰落特性41-45
• 2.2.1.1 大尺度衰落42-43
• 2.2.1.2 小尺度衰落43-45
• 2.2.2 信道模型45-50
• 2.2.2.1 时域信道模型46-48
• 2.2.2.2 OFDM频域模型48-50
• 2.3 多用户OFDM系统的结构50-54
• 2.3.1 OFDMA50-51
• 2.3.2 OFDM-TDMA51-52
• 2.3.3 OFDM-CDMA52-53
• 2.3.4 MIMO-OFDM53-54
• 2.4 本章小结54
• 参考文献54-59
• 第三章 多用户MIMO-OFDM系统的容量59-83
• 3.1 无线衰落信道的信道容量59-61
• 3.2 单用户MIMO-OFDM系统在衰落信道下的容量61-71
• 3.2.1 窄带MIMO模型61-63
• 3.2.2 窄带MIMO系统的信道容量63-65
• 3.2.3 MIMO-OFDM系统的信道容量65-67
• 3.2.4 数值结果及分析67-71
• 3.3 多用户MIMO-OFDM系统的“和速率容量”71-79
• 3.3.1 多用户系统概述71-72
• 3.3.2 平坦衰落信道下多用户系统的“和速率容量”72-73
• 3.3.3 多用户MIMO-OFDM系统的“和速率容量”73-75
• 3.3.4 多用户分集增益75
• 3.3.5 数值结果及分析75-79
• 3.4 本章小结79-80
• 参考文献80-83
• 第四章 多用户OFDMA系统无线资源分配技术83-99
• 4.1 自适应OFDMA系统模型83-84
• 4.2 自适应无线资源分配算法的研究84-89
• 4.2.1 基于总发射功率最小化的MA问题85-86
• 4.2.2 基于吞吐量最大化的RA问题86-89
• 4.3 多业务系统中的无线资源分配算法89-95
• 4.3.1 算法描述89-90
• 4.3.2 仿真结果及分析90-95
• 4.4 本章小结95
• 参考文献95-99
• 第五章 OFDMA系统分组调度算法的研究99-115
• 5.1 OFDMA系统分组调度模型100
• 5.2 OFDMA系统分组调度面临的问题100-102
• 5.2.1 公平性及其评价原则100-102
• 5.2.2 服务质量(QoS)102
• 5.3 多载波比例公平分组调度算法102-111
• 5.3.1 算法描述103-106
• 5.3.1.1 MPF算法104-105
• 5.3.1.2 K&H／MPF算法105-106
• 5.3.2 仿真结果及分析106-111
• 5.3.2.1 算法的吞吐量分析107-109
• 5.3.2.2 算法的公平性分析109-111
• 5.4 本章小结111-112
• 参考文献112-115
• 第六章 自适应OFDMA系统中的呼叫接纳控制115-127
• 6.1 呼叫接纳控制模型116
• 6.2 自适应OFDMA系统的随机服务模型116-119
• 6.3 基于系统吞吐量和用户QoS要求的呼叫接纳控制策略119-120
• 6.4 仿真结果及分析120-124
• 6.5 本章小结124
• 参考文献124-127
• 第七章 结束语127-133
• 7.1 本论文的主要工作总结127-128
• 7.2 需要进一步开展的工作128-130
• 参考文献130-133
• 附录1 AWGN信道调制方式与发送功率和误码率的关系133-135
• 附录2 缩写说明135-137
• 致谢137-138
• 攻读博士学位期间发表的论文138-139

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 梁卫敬;;WRAN系统的频谱分配算法[J];通信技术;2010年08期

2 玉荣娟;;OFDMA系统跨层无线资源管理的研究[J];移动通信;2008年14期

3 卢光跃;陈文艺;王军选;;多种业务下OFDMA无线资源管理[J];应用科学学报;2008年05期

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 张昕;基于OFDMA的宽带无线通信系统资源分配研究[D];华南理工大学;2010年

2 孙治水;B3G移动通信系统中资源分配技术研究[D];北京邮电大学;2007年

3 张瀚峰;宽带OFDMA系统无线资源管理技术研究[D];北京邮电大学;2007年

4 吴宇;无线网络分组调度算法研究[D];国防科学技术大学;2008年

5 韩静;无线中继系统中资源分配与切换机制的研究[D];北京邮电大学;2008年

6 裴雪兵;新型无线网络的资源管理与负载均衡策略研究[D];华中科技大学;2009年

7 蒙文武;超宽带系统资源分配研究[D];华中科技大学;2008年

8 田冲;无线网络跨层调度算法研究[D];山东大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 梁卫敬;MIMO-OFDM系统中基于TGPS的资源分配算法[D];郑州大学;2010年

2 温彦杰;协作中继网络的路径选择算法研究和网络性能分析[D];北京邮电大学;2011年

3 张宇琼;基于高级Petri网的自适应OFDMA系统接纳控制CPN建模[D];郑州大学;2011年

4 陈华;LTE系统RRM中分组调度策略的研究[D];南京邮电大学;2011年

5 崔司千;LTE系统中无线资源调度算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 张艳;基于载波聚合的LTE-Advanced系统载波资源调度研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

7 田绪俊;基于时分复用的无线网络分组调度算法优化研究[D];南京邮电大学;2012年

8 李社伟;无线TCP和资源调度的跨层设计算法研究[D];南京邮电大学;2012年

9 顾晓萍;LTE系统RRM中多用户调度策略的研究[D];南京邮电大学;2012年

10 宋丽;无线中继OFDM网络下基于频率共享的资源分配研究[D];上海交通大学;2010年

本文编号：874615