分布式天線系統(tǒng)中資源分配算法研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，在無線通信需求量劇增的研究背景下，密集分布式天線系統(tǒng)作為一種新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)形式，有效結(jié)合了新一代5G通信中的關(guān)鍵物理層技術(shù)，包括頻譜拓展技術(shù)、大規(guī)模MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術(shù)、新型傳輸波形技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋技術(shù)，能夠有效提高系統(tǒng)性能。由于用戶需求的無限性與資源的有限性，合理分配無線資源成為了5G研究的熱點(diǎn)方向之一。本文主要研究分布式天線系統(tǒng)下行鏈路中的

2、資源調(diào)度算法，根據(jù)不同場(chǎng)景和準(zhǔn)則提出幾種資源分配算法并通過仿真給出了算法性能分析。
　　首先，針對(duì)無線信道模型進(jìn)行概述總結(jié)，包括路徑損耗模型，陰影衰落模型以及小尺度衰落模型。對(duì)分布式天線系統(tǒng)（DAS，Distributed Antenna System）進(jìn)行概述，包括DAS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特征，DAS信道模型以及DAS的性能評(píng)估，對(duì)DAS系統(tǒng)容量的簡化算法進(jìn)行仿真對(duì)比。最后對(duì)OFDM(Orthogonal Frequency Divis

3、ion Multiplexing)技術(shù)基本原理進(jìn)行介紹，并分析了OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與資源分配概述。
　　其次，對(duì)分布式天線系統(tǒng)資源調(diào)度算法進(jìn)行了研究。在定義用戶優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上，提出一種基于用戶服務(wù)質(zhì)量保障（QoS，Quality of Service）的用戶調(diào)度方法。在已知信道狀態(tài)信息的情況下，根據(jù)用戶的位置信息確定用戶調(diào)度優(yōu)先級(jí)

4、，按照調(diào)度優(yōu)先級(jí)順序進(jìn)行用戶調(diào)度，根據(jù)信道增益的大小依次選擇為其服務(wù)的天線單元。在每次選擇完畢時(shí)，剔除不滿足QoS需求的用戶，保證所有用戶均達(dá)到較好的傳輸質(zhì)量。仿真表明，本章算法在保證了用戶傳輸質(zhì)量的同時(shí)，中斷概率性能以及用戶滿意度均優(yōu)于貪婪算法，保障了用戶間的公平性。
　　再次，以最大化最小的用戶可達(dá)速率為目標(biāo)進(jìn)行資源分配，并且考慮了每個(gè)用戶有不同QoS需求的情況，使用次梯度算法求解最優(yōu)功率分配問題。在仿真中實(shí)現(xiàn)了最大化最小用戶

5、速率的目標(biāo)，并將本章算法與傳統(tǒng)的集中式天線系統(tǒng)(CAS，Centralized Antenna System)進(jìn)行了比較，證明了算法在保障用戶公平性與每個(gè)用戶QoS需求的同時(shí)，降低了對(duì)發(fā)射功率的需求，具有有效性和實(shí)用性。
　　最后，針對(duì)基于OFDM的DAS單小區(qū)下行鏈路無線信道的資源分配問題進(jìn)行了研究。首先以系統(tǒng)和速率最優(yōu)作為目標(biāo)，在貪婪思想的基礎(chǔ)上提出了子載波與功率分配算法。其次為了降低算法復(fù)雜度，提出一種不需要在基站集中處理功