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高速移动场景下基于几何规划的无线资源管理的研究

作　者: 傅天航
导　师: 徐少毅
学　校: 北京交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: ITE-A 无线中继资源分配几何规划时延约束
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 11次
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内容摘要

在升级版长期演进(Long Term Evolution-Advanced, LTE-A)系统中，为了满足对系统带宽、峰值传输速率、用户平均吞吐量、边缘用户吞吐量以及频谱效率的要求,LTE-A中引入了载波聚合、多天线增强、多点协作传输、中继、异构网络干扰协调等关键技术。其中,无线中继传输技术的捉出,是为了解决扩大覆盖、提高小区边缘吞吐量的问题,自提出以来,逐渐成为研究的热点之一。另一方而,随着人们越来越多的选择乘坐高铁出行,所以对于高速铁路的应用环境,无论是列乍控制,还是旅客通信,也期待能够使用先进的通信技术,进行可靠的数据传输。但是,目前现行的高速铁路无线通信系统正面临着多普勒频偏大且变化迅速、无线信道冲击响应相干时间短、高速列车密闭车厢穿透损耗大等诸多问题,对系统为乘客提供更高速、稳定的通信业务造成极大阻碍。因此,本文结合高速铁路场景下的实际情况与无线中继技术的应用,深入研究了利用几何规划解决高速移动场景下中继系统无线资源分配的算法,提出本文的多小区系统数学模型,对高速场景下各小区之间的干扰进行了分析,加入了新的在高速铁路环境下十分重要的时延约束,并给出了贪婪的子载波自主分配与几何规划的功率分配联合算法、含有松弛变量的子载波与功率联合分配几何规划算法、相互迭代的子载波与功率联合分配几何规划算法、分布式功率分配几何规划算法等几种新的基于几何规划的无线资源分配算法,最后对算法的性能进行仿真验证与讨论,重点分析新算法与传统算法以及理想上限之间的差距并分析原因。仿真实验证明,本文提出的算法具有优良的性能,能够在满足高速移动用户的通信需求下有效提高整体系统的吞吐量。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
序  8-11
1 引言  11-17
  1.1 研究背景  11-13
  1.2 研究意义  13-16
  1.3 论文的主要内容与结构  16-17
2 LTE系统概述  17-39
  2.1 LTE系统与协议架构  17-23
    2.1.1 LTE系统架构  17-20
    2.1.2 LTE协议架构  20-23
  2.2 LTE-Advanced关键技术  23-27
    2.2.1 载波聚合  23-24
    2.2.2 异构网络  24-26
    2.2.3 多点协作传输技术  26-27
    2.2.4 多天增强技术  27
  2.3 无线中继技术  27-35
    2.3.1 无线中继技术概述  27-28
    2.3.2 无线中继的应用场景  28-30
    2.3.3 无线中继的分类  30-32
    2.3.4 无线中继的协议策略  32-35
  2.4 移动无线中继  35-37
  2.5 无线资源管理  37-38
  2.6 本章小结  38-39
3 基于几何规划的高速中继无线资源管理算法  39-61
  3.1 几何规划概述  39-41
  3.2 系统模型与问题描述  41-45
    3.2.1 问题描述  41-43
    3.2.2 系统模型  43-45
  3.3 基于几何规划的分配算法方案  45-54
    3.3.1 贪婪的子载波自主分配算法  45-46
    3.3.2 基于几何规划的功率分配算法  46-52
    3.3.3 算法总结  52-53
    3.3.4 两种算法的比较  53-54
  3.4 仿真实验  54-60
    3.4.1 仿真参数  54-55
    3.4.2 仿真结果  55-60
  3.5 本章小结  60-61
4 本文提出的另外几种算法方案  61-69
  4.1 含有松驰变量的子载波与功率联合分配几何规划算法  61-63
  4.2 相互迭代的子载波与功率联合分配几何规划算法  63-64
  4.3 分布式功率分配几何规划算法  64-66
  4.4 本章小结  66-69
5 总结与展望  69-71
参考文献  71-73
附录A  73-77
作者简历  77-81
学位论文数据集  81

高速移动场景下基于几何规划的无线资源管理的研究

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