高速移动MIMO-OFDMA系统资源分配算法的研究
本文选题:MIMO 切入点:OFDMA 出处:《北京交通大学》2017年硕士论文
【摘要】:MIMO和OFDMA等5G移动通信技术快速发展,正逐渐被应用于高速移动场景中,而且随着视频流等海量数据迅猛增加,高速铁路乘客对数据传输速率、网络服务质量等需求也日益增加。因此,合理进行无线资源分配将对解决高速移动通信中的频谱资源短缺和高能耗等问题具有一定的实用价值。本文充分考虑高速移动场景特殊性,研究了 OFDMA系统及高铁大规模天线OFDMA系统的资源分配问题,提出了应用于高速移动场景下的低能耗高能效的资源优化分配策略。本文的主要工作总结如下:(1)研究OFDMA系统资源分配问题。针对Shen算法的信噪比要求高、计算复杂度高的问题进行了改进,提出了一种复杂度低的速率比例公平条件下的资源分配算法,更加适用于高速移动环境下的无线通信系统。本文算法考虑了用户实际信道状况,将用户速率比例近似为用户子载波数目比例,在功率分配阶段重新推导功率分配的函数表达式,然后通过简单的线性运算计算出最优功率分配策略。仿真结果表明,与Shen算法相比,本文算法具有较低的计算复杂度和较高的系统吞吐量。(2)研究基于大规模天线的OFDMA系统的资源分配模型。首先,结合大规模天线系统的信道特点给出了系统能效的表达式。其次,对子载波、发射功率和天线等资源进行联合考虑,在保证用户公平性和最低传输速率的前提下,达到最大化系统能效的目标。(3)研究高速移动场景下大规模天线OFDMA下行系统能效资源分配问题。首先,考虑高速移动场景下信道变化特点和多普勒频移的影响,提出一种信道状态信息反馈机制,并计算了各子载波间的干扰功率。其次,在保证用户公平性和最低速率的前提下,将资源分配问题建模为最大化能效的混合整数规划问题。在子载波分配阶段,本文算法充分考虑了信道质量和载波偏移,采用了混合式子载波分配思想;在发射功率和天线分配阶段,将分数形式的目标函数转换为等效的凹函数,通过多次迭代获得最优分配策略。仿真结果显示,在高速移动场景下,本文算法具有较好的系统吞吐量性能和能效性能。
[Abstract]:With the rapid development of 5G mobile communication technology, such as MIMO and OFDMA, it is gradually used in high-speed mobile scene, and with the rapid increase of mass data such as video stream, high-speed railway passenger to data transmission rate, The demand of network service quality is also increasing day by day. The rational allocation of wireless resources will be of practical value to solve the problems of shortage of spectrum resources and high energy consumption in high-speed mobile communication. In this paper, the problem of resource allocation in OFDMA system and OFDMA system with high-speed rail antenna is studied. A resource allocation strategy with low energy consumption and high energy efficiency is proposed for high-speed mobile scenarios. The main work of this paper is summarized as follows: (1) the problem of resource allocation in OFDMA system is studied. The signal-to-noise ratio (SNR) of Shen algorithm is very high. In this paper, the problem of high computational complexity is improved, and a resource allocation algorithm with low complexity and fair rate ratio is proposed. It is more suitable for wireless communication systems in high-speed mobile environment. In this paper, the user rate ratio is approximated to the number of user subcarriers, taking into account the actual channel condition of the user. The function expression of power allocation is rededuced at the power allocation stage, and then the optimal power allocation strategy is calculated by simple linear calculation. The simulation results show that, compared with the Shen algorithm, This algorithm has lower computational complexity and higher system throughput.) the resource allocation model of OFDMA system based on large scale antenna is studied. Firstly, the expression of system energy efficiency is given according to the channel characteristics of large scale antenna system. The joint consideration of subcarrier, transmit power and antenna is given to ensure the fairness of the user and the minimum transmission rate. To achieve the goal of maximizing system energy efficiency, the problem of energy efficiency resource allocation for large-scale antenna OFDMA downlink systems in high-speed mobile scenarios is studied. Firstly, the channel variation characteristics and the influence of Doppler frequency shift in high-speed mobile scenarios are considered. A channel state information feedback mechanism is proposed, and the interference power between subcarriers is calculated. Secondly, the fairness and minimum rate of users are guaranteed. The resource allocation problem is modeled as a mixed integer programming problem to maximize energy efficiency. In the phase of subcarrier allocation, the channel quality and carrier offset are fully considered in this algorithm, and the hybrid subcarrier allocation idea is adopted. In the phase of transmit power and antenna allocation, the objective function in fractional form is converted into an equivalent concave function, and the optimal allocation strategy is obtained through multiple iterations. This algorithm has better system throughput performance and energy efficiency performance.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN919.3
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 胡明;樊晓桠;;一种OFDMA系统降低峰均功率比的设计与实现[J];科学技术与工程;2008年08期
2 赵其勇;;中继模式在OFDMA系统中的应用设计[J];现代电子技术;2009年03期
3 王志成;冯辉;;WiMAX OFDMA下行同步原理与仿真[J];广东通信技术;2010年06期
4 I.Baig,V.Jeoti;;PAPR reduction in mobile WiMAX:A new ZCMT precoded random interleaved OFDMA system[J];Journal of Central South University;2012年04期
5 ;ADAPTIVE RESOURCE ALLOCATION TECHNIQUES IN OFDMA USING CROSS-LAYER ARCHITECTURE[J];Journal of Electronics;2005年06期
6 ;A new access scheme in OFDMA systems[J];The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications;2006年03期
7 ;CARRIER FREQUENCY OFFSET ESTIMATION FOR INTERLEAVED OFDMA UPLINK BASED ON SUBSPACE PROCESSING[J];Journal of Electronics(China);2007年04期
8 范达;曹志刚;;Carrier Frequency Offset Compensation for an Interleaved OFDMA Uplink[J];Tsinghua Science and Technology;2008年01期
9 周瑞;郑建宏;;OFDMA系统技术实现[J];电子测试;2008年05期
10 王俊;康瑞;;交织OFDMA频偏估计[J];电子测量技术;2008年04期
相关会议论文 前10条
1 吴波;沈骏;陈晨;项海格;;基于预测的OFDMA系统中断容量的优化[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
2 刘泉;;OFDMA-PON下行实现方案设计及性能分析[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(下册)[C];2011年
3 ;Power Allocation Based on Power Efficiency in Uplink OFDMA Systems:A Game Theoretic Approach[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(上册)[C];2009年
4 张昕;叶梧;冯穗力;庄宏成;;基于蚁群算法的OFDMA系统自适应资源分配算法[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
5 ;A QoS-Aware Subcarrier Allocation Algorithm with Perfect Channel Information in OFDMA Based Systems[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
6 邱涛;贺志强;牛凯;田宝玉;;多小区OFDMA系统下行链路的分布式子载波分配[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
7 吴洪涛;;OFDMA系统中一种频率偏移盲估计算法[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年
8 强剑锋;张平;;无线OFDMA系统中子载波分配方法对多址干扰的影响[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
9 关艳峰;胡爱群;;基于业务分集的OFDMA资源调度方法[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2007年
10 彭天笑;潘嘉;;基于OFDMA的WiMAX系统对多媒体组播广播业务的支持[A];2008年中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 李明春;新一代宽带无线接入技术 OFDMA[N];人民邮电;2002年
2 信息产业部电信研究院通信标准 研究所 沈嘉;下一代无线宽带通信的核心OFDM/OFDMA[N];计算机世界;2006年
3 记者 姚春鸽;长期演进支持TD-SCDMA持续发展[N];人民邮电;2007年
4 北京邮电大学电子工程学院 王志辉;六个关键技术[N];中国计算机报;2007年
5 信息产业部电信研究院通信标准研究所 沈嘉;IEEE 802.20:“准4G”的新竞争者[N];通信产业报;2006年
6 CDG执行董事佩里·拉法格邋CDG副总裁安仲明博士;CDMA和OFDMA共创融合服务[N];通信产业报;2008年
7 思文;促进FDD和TDD融合发展[N];通信产业报;2013年
8 林辉;3GPP LTE长期演进计划应对未来需求[N];人民邮电;2006年
9 姚春鸽;移动WiMAX发展步伐加快[N];人民邮电;2007年
10 侯自强;频率决定WiMAX性能[N];通信产业报;2005年
相关博士学位论文 前10条
1 陈小毛;基于OFDMA的认知无线网络资源分配和中继选择研究[D];西安电子科技大学;2014年
2 尹杰晨;宽带OFDMA随机接入技术研究[D];电子科技大学;2016年
3 范达;OFDMA系统中频率同步技术的研究[D];清华大学;2009年
4 白铂;OFDMA资源分配的解析研究[D];清华大学;2010年
5 苏环;OFDMA系统同步技术研究[D];北京邮电大学;2007年
6 陈龙泉;OFDMA-PON的调制技术与系统实现研究[D];北京邮电大学;2013年
7 杨丽花;高速移动OFDMA/SC-FDMA传输系统关键技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
8 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
9 刘畅;OFDMA中继系统的无线资源管理策略研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 夏玉杰;OFDMA无线接入中的测距系统关键技术研究[D];西安电子科技大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 李贝撒;单载波FDMA和OFDMA的峰均功率比的比较研究[D];华中科技大学;2010年
2 张丁月;基于能量效率的OFDMA系统资源分配算法研究[D];南京理工大学;2015年
3 胡齐俊;LTE-A中OFDMA系统的能效资源分配算法研究[D];长安大学;2015年
4 康晓满;基于OFDMA系统的无线资源优化分配研究[D];宁夏大学;2015年
5 黄靖然;OFDMA中继系统资源分配的研究[D];郑州大学;2015年
6 陈曦;OFDMA-PON符号同步技术研究[D];上海大学;2015年
7 刘廷;LTE下行OFDMA系统的时频同步算法研究与实现[D];电子科技大学;2015年
8 盛曦;基于OFDMA接入技术在车联网中的应用研究[D];电子科技大学;2014年
9 陈斌;基于OFDMA的多用户系统资源分配研究[D];宁波大学;2015年
10 杨华;基于OFDMA异构网络的信道分配研究[D];西安电子科技大学;2015年
,本文编号:1688902
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1688902.html