無(wú)線正交多址系統(tǒng)中自適應(yīng)資源配置研究.pdf

1、正交頻分多址(OFDMA)是將正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)相結(jié)合的多址方案，被認(rèn)為是第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)的關(guān)鍵技術(shù)之一。OFDMA以O(shè)FDM調(diào)制為基礎(chǔ)，通過(guò)給每個(gè)用戶獨(dú)立地分配子載波來(lái)實(shí)現(xiàn)多用戶接入。在多用戶同時(shí)接入的情況下，OFDMA系統(tǒng)基于無(wú)線信道的狀態(tài)、服務(wù)質(zhì)量(QoS)等參數(shù)動(dòng)態(tài)地制定資源配置方案，從而實(shí)現(xiàn)資源的自適應(yīng)最優(yōu)配置。這樣，系統(tǒng)不僅能獲得更高的頻譜利用率，并且更好地滿足QoS要求。自適應(yīng)

2、資源配置是當(dāng)前一個(gè)重要的研究課題，也是OFDMA系統(tǒng)急需解決的核心問(wèn)題之一?！　♂槍?duì)這個(gè)研究方向，本文在OFDMA自適應(yīng)資源配置中新提出了一種跨層(Cross-layer)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并提出了基于跨層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的自適應(yīng)資源配置的方案和算法。全文系統(tǒng)地分析和研究了在OFDMA進(jìn)行自適應(yīng)資源配置所需解決的問(wèn)題，具體有如下五個(gè)方面的工作和創(chuàng)新：　　(1)在自適應(yīng)資源配置的一個(gè)前提條件——信道估計(jì)方面，提出了快速遞歸最小均方誤差(FRLS)信道

3、估計(jì)算法，并與最小均方誤差(MMSE)相結(jié)合。該方案是在分析最小方差(LS)與最小均方誤差(MMSE)算法這兩種主要的信道特性獲取方式的優(yōu)缺點(diǎn)以及信道估計(jì)插值方式的基礎(chǔ)上提出的。仿真結(jié)果證明了該算法的有效性?！　?2)對(duì)于基于原有開(kāi)放系統(tǒng)互連(OSI)標(biāo)準(zhǔn)分層網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)資源配置方案，在分析了注水算法及拉格朗日算法在OFDMA中的運(yùn)用的優(yōu)缺點(diǎn)后，本文提出了分組自適應(yīng)資源配置算法。仿真結(jié)果表明，本方法只需使用極少的系統(tǒng)資源，特別適合于在

4、快速信道變化的情況下或多媒體業(yè)務(wù)中對(duì)OFDMA進(jìn)行自適應(yīng)資源配置。　　(3)針對(duì)現(xiàn)有自適應(yīng)資源配置方案不能滿足多種用戶QoS要求的特性，提出了一種在OFDMA自適應(yīng)資源配置中使用的跨層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一方面，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須支持各式各樣不斷變化的業(yè)務(wù)類型及其QoS要求。而OSI分層網(wǎng)絡(luò)由于各層的獨(dú)立操作，不能有效地實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的要求。另一方面，近年來(lái)硬件產(chǎn)品的集成度與計(jì)算速度的不斷提高。這樣使得突破原有OSI結(jié)構(gòu)的跨層結(jié)構(gòu)成

5、為需要與可能?？鐚咏Y(jié)構(gòu)克服了原有OSI結(jié)構(gòu)在無(wú)線通信中弊端，是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展　　的一個(gè)必然趨勢(shì)?！　?4)針對(duì)用戶QoS中公平性(Fairness)的要求，本文提出了一種新　　的公平跨層自適應(yīng)資源配置方案。該方案基于本文提出的跨層結(jié)構(gòu)，把　　用戶數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)鏈路層產(chǎn)生的延時(shí)相等作為自適應(yīng)資源配置的準(zhǔn)則。仿　　真結(jié)果表明，在保證系統(tǒng)資源利用率的前提下，保證了用戶間的公平性?！　?5)為了滿足系統(tǒng)資源最有效的分配，本文提出了一種