空地协同无线通信网络容量分析与资源分配方法

发布时间：2021-01-20 00:12

　　尽管已有5G商用万物互联的时代正在到来,人类对于构建空天地一体化,实现真正的全球覆盖没有停下脚步。搭建以民航飞机为平台的空基通信网络可以极大得提高地理层面的网络覆盖率,给广大偏远地区、无人区甚至救援灾区带来通信的便利。本文以民航空基为平台,探究空基协同通信网络的系统容量以及联合资源分配算法。首先,本文研究了空基通信网络信道建模,利用射线追踪的方法对城市环境辐射建模,并得出不同城市环境中直射路径存在的可能性比较,根据直射路径存在的可能性建立基于仰角的路径损耗模型,对已有的数据建立三状态马尔科夫链模型并验证。针对空地衰落信道建立宽带MIMO模型,当信道没有直射路径存在时,系统容量可以得到明显的提升。其次,本文研究了基于Q学习的接入控制算法。在学习LTE基本架构的基础上,对呼叫接入控制流程加以改进,用联合资源分配模块对空中基站和地面基站的网络状态进行访问,利用基站的网络状态和用户请求资源的信息进行查表选择接入。Q学习算法分为两个阶段,在线下阶段,通过模拟用户发出资源请求,在网络的所有状态上进行强化学习;在线上阶段,当用户发出资源请求时,对网络状态查表以选择用户接入的基站。仿真证明基于Q学习的... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景以及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 空中基站通信网络研究现状
        1.2.2 信道模型研究现状
        1.2.3 资源分配算法研究现状
    1.3 本文研究内容以及组织结构
第2章 空地协同无线通信网络容量分析与资源分配基本理论
    2.1 混合中继信道容量分析
        2.1.1 瑞利信道下中继系统容量分析
        2.1.2 混合信道下中继系统容量分析
        2.1.3 混合信道下中继系统中断概率
    2.2 资源分配算法
        2.2.1 上行链路资源分配
        2.2.2 下行链路资源分配
    2.3 本章小结
第3章 空地链路信道建模与容量仿真分析
    3.1 基于空中平台的移动通信系统模型
    3.2 空地信道建模
        3.2.1 空基链路可行性分析
        3.2.2 常用信道统计模型
        3.2.3 基于仰角的路径损耗模型
        3.2.4 多输入多输出高空信道模型
    3.3 空基平台信道建模与容量仿真结果分析
        3.3.1 基于仰角的路径损耗模型
        3.3.2 高空平台信道下的OFDM误码率
        3.3.3 空基衰落信道下MIMO系统容量仿真研究
    3.4 本章小结
第4章 空地协同联合资源分配
    4.1 空地协同接入控制算法研究
        4.1.1 系统模型
        4.1.2 Q-learning算法基本原理
        4.1.3 基于Q学习的接入控制算法研究
    4.2 空地协同下行链路子载波分配方法
    4.3 算法性能分析
        4.3.1 基于Q学习的接入控制算法性能分析
        4.3.2 基于KM算法的下行资源分配算法性能分析
        4.3.3 空地协同系统性能仿真分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]无线多跳网络快速跨层资源优化分配算法[J]. 冯维,徐永鑫,刘浩,许晓荣,姚英彪.  电子与信息学报. 2019(05)

博士论文
[1]基于凸优化理论的无线网络跨层资源分配研究[D]. 程鹏.浙江大学 2008



本文编号：2987962