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分布式天线无线资源管理关键技术研究

作　者: 杨波
导　师: 唐友喜
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 分布式天线无线资源管理天线动态选择接入控制资源分配
分类号: TN820
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

分布式天线技术能够极大地提高无线通信系统的频谱效率,因此被看作是第四代移动通信系统的一个显著特征。无线资源管理(radio resource management, RRM)在分布式天线系统(distributed antenna system, DAS)中具有重要作用,直接影响系统性能。由于采用了分布式天线,传统的以基站为中心的小区被以用户为中心的虚拟小区所取代,并且带来了空间/天线资源的分配问题。这使得正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)资源分配也变得更加复杂。因此,本文针对基于分布式天线的无线资源管理技术展开研究,主要包括天线选择、接入控制以及OFDM资源分配等。首先,针对CDMA分布式天线系统上行链路,提出了基于发射功率最小化的天线动态选择算法。通过在接收比特信干噪比与接收机复杂度之间进行折中,动态地选择用户的虚拟小区天线,在保证用户业务质量的前提下最小化移动终端平均发射功率。其次,针对TDD-CDMA分布式天线系统上行链路,提出了基于干扰功率预测的接入控制算法。利用CDMA系统中的干扰功率预测方法,推导了基于分布式天线的上行链路负载因子,建立了干扰功率预测的数学模型,并在此基础上给出了接入控制算法。接着,针对多用户OFDM分布式天线系统下行链路,提出了基于图论方法的资源分配算法。根据单小区OFDM蜂窝系统最优资源分配策略,构造了一个定向图,将资源分配问题转化为网络流中的线性最优分布问题,并给出了相应的算法,在保证用户要求的最小子载波数目前提下最大化系统速率容量。最后,针对多用户OFDM分布式天线系统下行链路,提出了基于共享准则的资源分配算法。在第一种算法中,子载波可通过不同分布式天线分配给多个用户。然后,通过控制同信道干扰造成的速率恶化对该算法进行了改进,以便在速率容量和用户公平性之间进行折中。本文为基于分布式天线的无线资源管理研究提供了一些方法,并充实了现有的无线资源管理算法。所提出的算法具有一定的理论和实用价值。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-17
第一章绪论  17-22
  1.1 研究背景  17-18
  1.2 研究意义  18
  1.3 研究内容及贡献  18-20
  1.4 结构及内容安排  20-22
第二章无线资源管理研究现状  22-53
  2.1 引言  22
  2.2 基于单天线的无线资源管理  22-40
    2.2.1 接入控制  22-32
    2.2.2 OFDM 资源分配  32-40
  2.3 基于MIMO 的无线资源管理  40-46
    2.3.1 天线选择  40-43
    2.3.2 MIMO-OFDM 资源分配  43-46
  2.4 基于分布式天线的无线资源管理  46-51
    2.4.1 天线选择  48-50
    2.4.2 接入控制  50
    2.4.3 OFDM 资源分配  50-51
  2.5 本章小结  51-53
第三章基于发射功率最小化的天线动态选择  53-64
  3.1 引言  53-54
  3.2 系统模型  54-55
  3.3 上行链路天线动态选择算法  55-59
    3.3.1 天线动态选择准则  55-56
    3.3.2 接收机性能与复杂度  56-57
    3.3.3 天线动态选择算法  57-59
  3.4 仿真结果与分析  59-62
  3.5 本章小结  62-64
第四章基于干扰功率预测的接入控制  64-76
  4.1 引言  64-65
  4.2 系统模型  65-67
  4.3 上行链路接入控制算法  67-71
    4.3.1 干扰功率预测模型  67-70
    4.3.2 接入控制算法  70-71
  4.4 仿真结果与分析  71-75
  4.5 本章小结  75-76
第五章基于图论方法的OFDM 资源分配  76-94
  5.1 引言  76-77
  5.2 系统模型与问题描述  77-80
    5.2.1 系统模型  77-78
    5.2.2 问题描述  78-80
  5.3 基于图论的资源分配算法  80-87
    5.3.1 基本定义和定理  81-83
    5.3.2 图模型构建和问题转化  83-86
    5.3.3 算法  86-87
  5.4 仿真结果与分析  87-92
  5.5 本章小结  92-94
第六章基于共享准则的OFDM 资源分配  94-109
  6.1 引言  94-95
  6.2 系统模型与问题描述  95-97
    6.2.1 系统模型  95-96
    6.2.2 问题描述  96-97
  6.3 下行链路资源分配算法  97-104
    6.3.1 基于独占准则的算法  98-100
    6.3.2 基于共享准则的算法  100-101
    6.3.3 基于共享准则的改进算法  101-104
  6.4 仿真结果与分析  104-107
  6.5 本章小结  107-109
第七章总结  109-112
  7.1 本文贡献  109-110
  7.2 下一步工作的建议  110-112
致谢  112-113
参考文献  113-124
附录  124-130
个人简历  130-131
攻读博士学位期间的研究成果  131-132

分布式天线无线资源管理关键技术研究

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