《无线ofdm系统的动态资源分配算法研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线ofdm系统的动态资源分配算法研究（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国科学技术大学 硕士学位论文 无线OFDM系统的动态资源分配算法研究 姓名：魏鑫 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：周武旸 20080501 摘要 手两要 未来移动通信系统( B e y o n d 3 G 4 G ) 的发展趋势要求更高的传输速率、更 好的服务质量和更高的资源利用率。动态资源分配是提高系统：l 生能的一种有效 途径。正交频分复用( O F D M ) 技术因其在宽带无线通信中的优越性能，得到 越来越广泛的研究和应用。O F D M 系统中的动态资源分配是近十年的研究热 点，这也是本文的主要研究内容。 本文详细分析了O F D M 系统中几种典型的动态资源分
2、配算法。首先分析单 用户系统的动态算法，这种情况下，可以自适应调节每个子载波的发送功率和 承载的比特数；然后分析多用户O F D M 系统的动态资源分配( 子载波，功率和 比特分配) ，这种情况的优化问题更复杂。研究表明，动态资源分配可以很大 程度提高系统的性能。 动态资源分配算法在实际应用中会受到信令开销的约束。进行资源分配的 基站需要把资源分配结果告知接收端，这就会占用系统资源，产生信令丌销。 本文对多用户动态资源分配的信令开销进行了分析，结果表明尽管信令开销占 用了很多频带资源，但O F D M 系统动态资源分配方案的性能仍然比静态资源分 配方案好很多。 动态资源分配算法在实际应用中还会
3、遇到信道估计的问题。动态资源分配 需要知道准确的信道信息，实际系统中的信道信息通过信道估计获取，所以信 道估计性能的好坏直接影响动态资源分配的性能。本文采用一种频域导频辅助 低通滤波信道估计，分析了信道估计对自适应调制O F D M 系统的性能的影响。 导频辅助信道估计同样会占用频带资源，所以研究占用系统资源少、运算快、 准确度高的信道估计算法是高速无线通信的重要课题。 传统的无线网络分层设计由于采用固定的网络协议结构和参数设置，会导 致较低的系统性能和资源利用率。为此人们提出了一种对多个层进行联合优化 的跨层优化设计的概念。物理层和M A C 层是对无线网络性能影响最大的两层， 这两层的联合
4、优化设计是目前无线网络跨层优化设计中的热点问题。本文提出 一种保证混合业务Q o S 要求的M A C P H Y 跨层调度算法，该算法并不是无条件 的给予实时业务较高的优先级，而是在调度过程中根据Q o S 状况对实时业务的 优先级进行动态调整，在保证其Q o S 的基础上，尽可能增加非实时业务的调度 机会，从而系统的性能也得到改善。仿真结果表明，该算法能够为不同业务提 供Q o S 保证，同时有效提高了频谱利用率和系统吞吐量。 中国科学技术大学硕士学位论文 关键字：正交频分复用，动态资源分配，跨层，信令开销，信道估计， Q o S ，调度 I I A b s t r a c t A b s
5、 t r a c t T h ed e V e l o p i n gt r e n do ft h ef - u t u r em o b i l er a d i oc o m m u n i c a t i o ns y S t e m s ( B e y o n d 3G 4 G ) d e m a n d sf 瓠t e rt r a n s m i s t i n gr a t e ，b e t t e rt r a m cq u a l i t ya n dK g h e rs p e c t m m e m c i e n c y D y n a m i cr e s o u
6、r c ea l l o c a t i o nc a nm e e tt h ed e m a n d se m c i e n t l y O r t h o g o n a l F r e q u e n c eD i V i s i o nM u l t i p l e x i n g ( O F D M ) t e c l l n i q u eh a Sb e e ds t u d i e dm o r ea n dm o r e w i d e l yt o 印p l yi nt h ef u t u r em o b i l er a d i oc o m m u n i c
7、a t i o ns y s t e m sd u et 0i t sa d v a n t a g e i nw i d e b a n dc o n l I n u n i c a t i o n S od y n 锄i cr e s o u r c ea l l o c a t i o na l g o r i t h m si nO F D M s y s t e mi so n eh o ti s s u ew i t h i nt h e1 a s tt e ny e a r sw h i c hi sa l s ot h em a i nc o n t e n to ft h i
8、 s t h e s i s I nt h em e s i sw eb r i e n y a n a l y s es o m et y p i c a Id y n a m i cr e s o u r c e a I I o c a t i o n a l g o r i t h m si nO F D Ms y s t e m F i r s t l yw ea n a l y s en l ea l g o r i t h m si ns i n g l eu s e rs y s t e m I nt h i sc a L s e ，i ti sp o s s i b l et
9、oV a r ) ，t h et r a n s m i tp o w e ra Sw e l la st h e 锄o u n to fd a t a 扛a n s m i t t e do ne a c hs u b c 跚i e r N e X tw ef o c u so nm u l t i u s e rs y s t e m I nt h ec a s e ，m e r e s u l t i n go p t i m i z a t i o np r o b l e m sa r em o r ec o m p l e x H o w e v e r ，p e r f o r
10、m a n c es t u d i e s S h o wt h el a 唱ep o t e n t i a lo ft h i sa p p r o a c h ，e V e ni fo n l ys u b - o p t i m a ls c h e m e sc a nb e e m p l O y e d W h e nt h ed y n 撇i ca l g o r i t h m sa r ea p p l i e di np r a c t i c a ls y s t e mw ew i l lc o n f r o n t w i t t lt h ep r o b l
11、 e mo fs i g n a l i n go V e r h e a d B Sh a st oi n f o r mM S st h ea l l o c a t i o nr e s u l t s O b 订o u s l yt 1 1 i sr e q u i r e ss y s t e mr e s o u r c e s I nt h em e s i sw ea n a I y s et h es i g n a l i n g o V e r h e a di s s u e T h es i g m l i n gi n f o 肌a t i o nc a l lb
12、eq u i t ec o s t l ye s p e c i a l l yi nt h em u l t i u s e r c a s e ， h o w e V e ri th a sb e e ns h o w nt h a ti td o e sn o tc o n s u m et h e c o m p l e t e p e r f o 册a n c eg a i na c h i e V e db yt h ed y n a m i ca s s i g n m e n t s T h ed y n a m i cs c h e m e s p e r f o 肌m u
13、c hb e t t e rt h a nm es t a t i co n e s W ew i l la l s oc o n f 幻n tw i t ht h ep r o b l e mo fc h 锄e le s t i m a t i o n D y n 锄i cs c h e m e s n e e dt h ee x a c tk n o w l e d g eo fm ew i r e l e s sc h a n n e l T h ec h a n n e l i n f o 肌a t i o ni nr e a l s y s t e mi sa c q u i r e
14、 db yc h a r m e le S t i m a t i o n ，s ot h eq u a l i t Vo ft h ee S t i m a t e di n f o n n a t i o n d i r e c t l ya f f e c t sm ep e r f o r m a n c eo ft h ed y n a m i cs c h e m e s I nt h et h e s i sw eu s e ap i l o t a i d e dl o wp a s sf i l t e rc h a n n e le s t i m a t i o ni n
15、a d a p t i V em o d u l a t i o nO F D Ms y s t e ma n d a n a l y s eh o w m ee s t i m a t i o na f 传c t st h e p e r f o r m a l l c eo ft h es y s t e m T h et r a d i t i o n a ll a y e r e dn e t w o r kd e s i g nw i l ll e a dt op o o rs y s t e mp e r f b n n a J l c ed u e t oi t sf i x e
16、 dl a y e r e ds t m c t u r ea n dp a r a m e t e r s I nr e c e n ty e a r sc r o s s - l a y e ro p t i m i z a t i o n h a sb e c o m eaw i d e l yr e s e a r c ht o p i ca sas t r o n gc o m p l e m e n tt ot h et r a d i t i o n a Il a y e r e d d e s i g n I nt h et h e s i sap r i o r i t y b a s e dc r o s s l a y e rs c h e d u l i n ga l g o r i t h mf o rI E E E 8 0 2 16 s y s t e mi sp r o p o s e d ，w h i c hc o n s i d e r b o t
