寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)的無線資源調(diào)度研究.pdf

1、多樣的無線應(yīng)用改變了人類的生活方式，帶來了業(yè)務(wù)需求的激增，使實(shí)現(xiàn)寬帶化成為無線接入網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展目標(biāo)。但是，稀缺的頻譜資源和無線信道的時(shí)變性始終是這條道路上的瓶頸。因此，作為提高頻譜效率的有效手段，無線資源調(diào)度一直是寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)中的熱門研究課題。 本文以基于OFDM技術(shù)的無線接入網(wǎng)絡(luò)為考察對(duì)象，針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)無線資源調(diào)度中的部分問題進(jìn)行了深入的研究： 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即單天線單基站,深入分析了IEEE802.16中

2、帶選擇ACK消息的ARQ機(jī)制下服務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU)在多用戶場(chǎng)景和靜態(tài)信道模型下的傳輸時(shí)延，表明SDU的傳輸時(shí)延主要由組成它的所有協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的第一次傳輸決定。然后基于該結(jié)論提出一種帶兩級(jí)優(yōu)先級(jí)的下行鏈路調(diào)度算法，進(jìn)而減少SDU的傳輸時(shí)延且保證用戶間的公平性。 考慮基于OFDM技術(shù)的寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)在小區(qū)/扇區(qū)中分布不均勻的情況，針對(duì)傳統(tǒng)的扇區(qū)結(jié)構(gòu)(菱形扇區(qū)和五邊形扇區(qū))，提出了一種分布式帶寬借復(fù)用機(jī)制：過載扇區(qū)

3、除了可以借用相鄰小區(qū)的相鄰扇區(qū)的空閑資源外，還能復(fù)用這些扇區(qū)中離基站較近用戶所使用的資源。算法的理論分析和仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)無借復(fù)用機(jī)制相比，新機(jī)制使扇區(qū)吞吐量有20％以上的提升，且?guī)淼拈_銷不大。 針對(duì)軟頻率復(fù)用機(jī)制，用一種以圓環(huán)表示小區(qū)中有相同調(diào)制編碼方式的區(qū)域的理論模型對(duì)其進(jìn)行了分析，表明其定義的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域的分界線抑制了系統(tǒng)吞吐量的提升，進(jìn)而提出了一種新的頻譜功率分割機(jī)制(FPP)以改進(jìn)軟頻率復(fù)用機(jī)制，并在此基礎(chǔ)

4、上提出了基于影響度的頻譜分配算法(IFA)和基于信道分享率和影響度的頻譜分配算法(CSRIFA)，前者使系統(tǒng)吞吐量提升15％，后者則改善了系統(tǒng)的公平性。最后考慮到業(yè)務(wù)分布的不均勻性，提出了一種功率控制的機(jī)制以進(jìn)一步提高系統(tǒng)吞吐量。 新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),利用分布式天線技術(shù)，在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，提出了一種四天線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：小區(qū)邊緣放置三根120度的定向天線，小區(qū)中心放置一根全向天線。然后基于該結(jié)構(gòu)提出了一種上下行鏈路的資源分配算法。理論分

5、析和仿真結(jié)果表明新結(jié)構(gòu)改善了系統(tǒng)信干噪比，使上下行鏈路的吞吐量分別提升了30％和40％以上，而小區(qū)邊緣的吞吐量提升更是達(dá)到100％以上。 理論分析了中繼站非規(guī)則放置的兩跳中繼網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量，論證了提高接入鏈路(基站和用戶或中繼站和用戶之間的鏈路)的吞吐量對(duì)于系統(tǒng)容量的重要性。然后提出兩個(gè)算法改善接入鏈路的性能:1)一種基站和中繼站間的基于隔離帶的頻率復(fù)用機(jī)制，并給出了確定隔離帶的理論方法；2)中繼站間的動(dòng)態(tài)頻譜功率分割機(jī)制，并給