多天線多用戶下行系統(tǒng)中跨層資源分配方法的研究.pdf

1、未來的無線通信需要為用戶提供高速、高質量的多媒體業(yè)務，如語音，視頻流，視頻會議和Intemet等，不同的多媒體業(yè)務有不同的服務質量要求，如何保證用戶的服務質量是未來無線網(wǎng)絡設計的一個重要研究方面。資源分配是保證用戶服務質量的一個有效途徑。另外，多天線技術由于其能達到很好的頻譜利用率而備受關注。本文研究了多天線多用戶下行系統(tǒng)中的跨層資源分配算法，研究的內容包括基于服務質量保證的跨層資源分配算法和基于效用函數(shù)的資源分配算法。 本文首

2、先回顧了無線通信的發(fā)展趨勢以及其面臨的挑戰(zhàn)，并介紹了目前無線通信領域研究的熱點技術，包括多天線技術、多載波技術和動態(tài)資源分配技術。以實現(xiàn)系統(tǒng)資源的有效利用和保證用戶的服務質量為目標，本文討論了經(jīng)典的幾類調度算法：機會調度、基于公平性的調度、基于效用函數(shù)的調度和適合于有線網(wǎng)的調度方法，并分析了了各類算法的優(yōu)缺點。 在多天線多用戶系統(tǒng)中，通過采用調度加波束成型的方式能獲得很高的系統(tǒng)容量。通過選擇當前信道質量較好的用戶傳輸可以提高系統(tǒng)

3、資源利用率，但這種調度方法一般假設系統(tǒng)中只有盡力型業(yè)務用戶。當系統(tǒng)中多種業(yè)務共存時，調度算法需要保證這些業(yè)務的服務質量。針對系統(tǒng)中存在時延敏感類業(yè)務和非時延敏感類業(yè)務兩類業(yè)務，本文提出了一種基于服務質量保證的跨層資源分配算法。通過引入一個新的參數(shù)，基于服務質量保證的跨層資源分配算法有效刻畫了用戶的服務狀態(tài)信息，能在達到低的丟包率的同時獲得高的傳輸速率。本文提出的基于服務質量保證的跨層資源分配算法在保證用戶服務質量和有效利用系統(tǒng)資源之間取

4、得了很好的折中。 利用效用函數(shù)理論，針對系統(tǒng)中存在語音業(yè)務、視頻業(yè)務、非實時業(yè)務和盡力型業(yè)務，本文提出了基于效用函數(shù)最大化的調度策略。本文針對以上四種業(yè)務設計了四種不同的效用函數(shù)的導數(shù)。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，當我們采用基于時延或吞吐率的效用函數(shù)時，最大化用戶的效用函數(shù)等效于最大化效用函數(shù)的導數(shù)與用戶傳輸速率的乘積。針對多用戶MIMO-OFDM下行系統(tǒng)，本文提出了一種最大化效用函數(shù)的資源分配算法，其中包括兩個步驟，聯(lián)合地天線和子載波分配和