LTE-A上行链路中基于BER的自适应用户配对和资源分配算法研究

发布时间：2017-04-08 04:20

  本文关键词：LTE-A上行链路中基于BER的自适应用户配对和资源分配算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人们对高质量、高速率的通信系统的需求随着各种新型通信业务的出现而变得越来越高。如何有效地利用有限的频谱资源,提高频谱效率是当前无线通信领域研究的热点。多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术作为LTE-A系统中的关键技术,能在不提升信号发射功率和增加系统带宽的前提下,有效地提升信道容量,提高信道利用率。然而,在LTE-A上行链路系统之中,多天线技术受到用户终端的小体积和低电池容量的限制。因此,其无法有效地使用。虚拟MIMO技术将单天线配置的若干个独立用户终端进行配对,进而到达传统MIMO的效果。这样可以有效地解决多天线技术无法在LTE-A上行链路中使用的困境。用户配对算法作为虚拟MIMO中的关键技术,在LTE-A上行链路系统中,其与资源分配相结合的方案的优劣直接影响着LTE-A系统性能的好坏。LTE-A上行链路中基于线性接收机的自适应虚拟MIMO用户配对和资源分配算法是本文的主要研究对象。本文首先详细阐述了LTE-A上行链路虚拟MIMO技术的基本原理和技术特点,随后描述了虚拟MIMO系统模型,并研究分析了三种经典的用户配对算法,接着介绍了现阶段国内外在LTE-A上行链路联合用户配对和资源分配算法上的研究情况。接收信号经过线性检测后,其BER可以显式地估算出来。基于这一点,本文通过为配对用户设置一个BER阈值,来确保系统的性能,并在此基础上尽可能地增加配对用户的吞吐量,从而提高系统的频谱效率。基于该思想,本文提出了线性接收机下基于BER的自适应用户配对和资源分配算法,在保证BER性能的同时最大化系统吞吐量。将该算法与现阶段常用的两种固定的2-用户配对和资源分配算法在LTE-A上行链路系统中进行仿真对比,仿真结果表明,所提算法能在BER性能保障下,尽可能地最大化系统吞吐量。同时,不同于固定用户数的用户配对和资源分配算法,所提算法能够在不同信噪比下,不同资源块间实现不同阶数的用户配对和调制,这样可以充分地利用系统频谱。最后对这三种算法都添加系统公平性的考虑,同样在LTE-A上行链路系统中进行仿真对比,仿真结果表明,所提算法公平性性能居中,频谱效率依旧具有明显优势。
【关键词】：虚拟多输入多输出 增强型长期演进系统 用户配对算法 误比特率 自适应 公平性 频谱效率
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-13
• 缩略语对照表13-17
• 第一章 绪论17-25
• 1.1 选题的背景、目的及意义17-19
• 1.2 LTE-A系统19-23
• 1.2.1 LTE-A技术特征19-20
• 1.2.2 LTE-A核心技术20-23
• 1.3 论文主要内容和安排23-25
• 第二章 LTE-A上行链路虚拟MIMO系统25-39
• 2.1 LTE-A上行链路系统25-32
• 2.1.1 SC-FDMA技术25-29
• 2.1.2 LTE-A无线帧结构29-31
• 2.1.3 物理资源块31-32
• 2.2 MIMO系统概述32-34
• 2.2.1 MIMO系统原理32-33
• 2.2.2 MIMO系统特性33-34
• 2.3 虚拟MIMO技术介绍34-37
• 2.3.1 虚拟MIMO基本原理34-35
• 2.3.2 虚拟MIMO系统模型35-36
• 2.3.3 虚拟MIMO技术的特点36-37
• 2.4 LTE-A上行链路的MIMO技术37-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第三章 虚拟MIMO用户配对和资源分配算法39-55
• 3.1 MIMO检测算法39-44
• 3.1.1 线性检测算法39-41
• 3.1.2 最大似然检测算法41-42
• 3.1.3 算法性能仿真和分析42-44
• 3.2 虚拟MIMO基本用户配对算法44-50
• 3.2.1 随机用户配对算法44-45
• 3.2.2 正交用户配对算法45-47
• 3.2.3 行列式用户配对算法47-48
• 3.2.4 算法性能仿真与分析48-50
• 3.3 LTE-A上行链路资源分配算法50-53
• 3.3.1 基于匈牙利的资源分配50-53
• 3.3.2 基于全搜索的资源分配53
• 3.4 本章小结53-55
• 第四章 自适应虚拟MIMO用户配对和资源分配算法55-77
• 4.1 基于BER的联合自适应调制动态用户配对算法55-60
• 4.1.1 SC-FDMA收发端系统框图55-56
• 4.1.2 线性接收机下接收端信干噪比计算56-57
• 4.1.3 基于BER的用户配对方法57-59
• 4.1.4 系统公平性59-60
• 4.2 LTE-A上行链路联合自适应用户配对和资源分配60-65
• 4.3 算法性能仿真和分析65-75
• 4.4 本章小节75-77
• 第五章 总结和展望77-79
• 5.1 全文总结77
• 5.2 未来展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-85
• 作者简介85-86

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本文编号：292072