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OFDMA系统中具有QoS保证的下行链路资源分配算法研究

作　者: 薛永旭
导　师: 乐光新
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 正交频分多址资源分配 QoS 有限反馈
分类号: TN929.531
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在未来的宽带蜂窝系统中,如IEEE802.16系统或者第3代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)长期演进(Long Term Evolution,LTE)等,正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)因能提供高的频谱利用率并能够获得多用户分集增益,而成为一种热门的多址接入技术。然而,OFDMA系统的性能很大程度上取决于频率调度算法的灵活性和有效性。随着无线通信技术的发展,各种新的业务如超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol, HTTP)网络浏览、文件传送、视频流、IP话音(Voice over Internet Protocol, VOIP)等相继出现,这些业务对带宽、延迟、最小传输速率、丢包率及误比特率等参数的要求都不同,因此如何保证各种业务的服务质量(Quality of Service, QoS)要求成为了资源调度的关键。本文针对实时语音业务、实时视频业务、非实时数据业务和尽力而为四种不同的业务进行建模,根据基站侧用户队列缓存的状态及其申请的业务,为每个用户计算一个称为调度优先级的参数,用于确定资源调度中各个用户的优先级别,基于此提出了一种能够满足不同用户不同业务QoS的资源调度与映射算法,并通过MATLAB仿真验证了该算法的有效性。通过结果分析,可以看出在合理的系统负载下,本文的算法可以满足用户的QoS需求,同时可以获得较好的系统吞吐量。此外,本文对现有OFDMA系统中的有限反馈算法进行改进,提出了根据用户请求业务的不同而反馈不同的CSI的反馈思路,即请求实时业务的用户,反馈参数M值固定不变。申请时延不敏感业务的用户,其M值随系统负载的增大而逐渐减小。仿真结果表明,该子信道状态信息反馈策略有较好的性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 引言  9-11
  1.2 论文研究背景  11-12
  1.3 论文选题和结构  12-14
第二章 OFDMA系统及其动态资源分配介绍  14-25
  2.1 OFDM简介  14-18
    2.1.1 OFDM基本原理  15-17
    2.1.2 OFDM关键技术  17-18
  2.2 OFDMA技术方案  18-22
    2.2.1 OFDM中的多址方案简介  18-19
    2.2.2 OFDMA系统模型  19-21
    2.2.3 OFDMA帧结构介绍  21-22
  2.3 OFDMA系统的资源分配及其数学模型  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 OFDMA中的资源分配算法  25-47
  3.1 无线资源调度  25-28
    3.1.1 分组调度原理概述  25-26
    3.1.2 常用的分组调度算法  26-28
  3.2 业务模型  28-31
    3.2.1 VOIP业务  28
    3.2.2 视频流业务  28-29
    3.2.3 HTTP业务  29-30
    3.2.4 FTP业务  30-31
  3.3 已有保证多业务QoS的算法  31-34
    3.3.1 M-LWDF/PF算法  31-32
    3.3.2 TGPS算法  32
    3.3.3 UEPS算法  32-34
  3.4 本文算法  34-44
    3.4.1 用户优先级的定义及计算  36-37
    3.4.2 算法描述  37-38
    3.4.3 仿真参数及仿真环境说明  38-41
    3.4.4 性能评估及分析  41-44
  3.5 本章小结  44-47
第四章信道状态的有限反馈  47-57
  4.1 有限反馈的引入  47
  4.2 现有有限反馈算法  47-49
    4.2.1 TOP-M反馈算法  48
    4.2.2 自适应TOP-M反馈算法  48-49
  4.3 改进算法  49-51
  4.4 性能评估与分析  51-56
  4.5 本章小结  56-57
第五章论文总结  57-59
  5.1 本论文的主要工作  57
  5.2 后续工作  57-59
参考文献  59-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间取得的研究成果  63

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