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中继增强的OFDMA系统最优调度算法研究

作　者: 隋海虹
导　师: 宋高俊
学　校: 南昌航空大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分多址中继协作中继增强系统功率分配资源调度
分类号: TN929.531
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 38次
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内容摘要

随着现代无线通信系统的高速发展，人们对下一代无线通信系统的小区边缘用户覆盖、网络吞吐量、设施建设成本及传输速率等方面提出了更高更严格的要求。而中继技术作为未来4G网络的关键技术之一，可以有效地解决传统的正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA)系统所面临的一系列挑战性问题，从而大大提升系统的整体性能。因此，将中继技术和OFDMA相结合并应用于无线通信系统中，得到了学术界和产业界的高度关注和广泛认可，并逐渐成为无线通信系统的发展趋势之一。中继增强的OFDMA系统中，由于中继的引入，使得系统对频谱资源的需求加大，同时增加了资源调度的复杂度。因此，合理地进行资源调度和分配成为一个极具挑战性的热点问题，探讨和研究新型的资源调度方案，对于提升系统的整体性能具有非常重要的理论研究价值和现实意义。首先，针对中继协作系统，重点研究了以最大化系统容量为目标的功率分配优化问题，同时给出了一种中继选择性协作策略，它既可以保证分集增益又能够提高带宽效率。另外，初步研究了中继节点的安放位置对系统性能的影响，并得到了中继节点位置和功率分配的联合优化策略。其次，研究了OFDMA系统的资源调度算法。主要研究了三种经典的子载波调度算法：轮询调度、最大载干比调度和比例公平调度，并通过仿真分析得到，比例公平调度在一定程度上达到了整体的系统性能最优。最后，着重研究了中继增强的OFDMA系统的资源调度问题。依照资源调度流程，重点对子载波和功率这两方面的调度和分配进行研究。第一步，研究并分析了几种中继增强系统的子载波调度算法，并与传统OFDMA系统的调度算法进行了仿真比较，一方面突出了中继增强系统的优越性，另一方面通过对系统吞吐量和用户公平性进行仿真评估得到，部分比例公平调度在提升系统整体性能上相对最优。第二步，在子载波调度完毕的前提下，对功率的分配策略进行了简单的研究。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 课题背景与意义  9-10
  1.3 中继增强的 OFDMA 系统调度研究现状  10-11
  1.4 中继技术的应用前景  11-12
  1.5 课题的主要内容  12-13
第2章中继协作  13-30
  2.1 引言  13
  2.2 中继协作模式  13-16
  2.3 功率分配研究  16-23
    2.3.1 AP-AF 协作  16-21
    2.3.2 中继选择性协作  21-23
  2.4 最佳中继位置研究  23-29
    2.4.1 基于 SER 的功率分配  23-26
    2.4.2 中继位置影响  26-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章 OFDMA 系统资源调度  30-42
  3.1 引言  30
  3.2 OFDMA 基本原理  30-35
    3.2.1 OFDM 概述  30-32
    3.2.2 OFDMA 技术  32-35
  3.3 系统模型  35-36
  3.4 传统调度算法  36-41
    3.4.1 轮询(RR)调度  36-37
    3.4.2 最大载干比(max C/I)调度  37-38
    3.4.3 比例公平(PF)调度  38-40
    3.4.4 性能仿真与分析  40-41
  3.5 本章小结  41-42
第4章中继增强的 OFDMA 系统资源调度  42-63
  4.1 引言  42
  4.2 调度面临的挑战  42-43
  4.3 中继增强系统模型  43-49
    4.3.1 网络结构  43-45
    4.3.2 传输模型  45-48
    4.3.3 调度流程  48-49
  4.4 子载波调度  49-58
    4.4.1 扩展的轮询(ERR)调度  49-51
    4.4.2 贪婪轮询(GP)调度  51-52
    4.4.3 两跳平衡贪婪(BG)调度  52-54
    4.4.4 部分比例公平(PPF)调度  54-58
  4.5 功率分配  58-62
    4.5.1 自适应迭代功率分配算法  58-61
    4.5.2 性能仿真与分析  61-62
  4.6 本章小结  62-63
第5章总结与展望  63-64
参考文献  64-68
攻读硕士期间发表论文和科研情况  68-69
致谢  69-70

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