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无线中继网络中资源分配算法研究

作　者: 张海龙
导　师: 纪红
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线中继网络中继选择资源分配用户公平性分级调制
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 58次
引　用: 1次
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内容摘要

随着无线通信网络的发展,对于网络吞吐量、系统容量、用户公平性和传输可靠性等多种网络性能的要求越来越高。然而,有限的无线资源和无线通信的传播环境限制了网络的性能。而在传统蜂窝网络中引入中继节点,缩短了节点之间的通信距离,能有效提高系统容量,扩大网络覆盖范围,成为研究的热点。本文介绍了无线中继网络的系统模型和网络架构,对目前无线中继网络研究的关键技术进行了总结,并对无线中继网络中的中继选择和资源分配问题进行了讨论。本文在固定无线中继网络中提出一种兼顾负载均衡和用户公平性的资源分配算法。首先给出最优资源分配的数学描述,由于求解最优解的复杂度非常高,又提出了一种复杂度低的次优资源分配方案。本文还在用户互为中继的无线中继网络中提出基于分级调制的协作传输方案,并提出中继选择方案和动态子帧划分方案。中继选择方案同时考虑信道条件和中继剩余能量,以提高中继传输性能；协作传输方案在一个子信道上同时传输某个用户和其中继的信息比特,并结合动态子帧划分方案,有效利用无线资源,以提高系统频谱效率。另外,本文基于NS2软件搭建了无线中继网络仿真平台。改进NS2仿真平台原有的无线节点模型,设计符合OFDMA无线中继网络的节点及协议栈,修改部分无线资源管理函数,采用OTCL编写脚本,实现协议栈添加、连接建立、业务发起等功能,配置网络场景,运行场景脚本得到网络性能数据并且以此为基础进行分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-19
  1.1 研究背景和意义  13-14
  1.2 无线中继网络研究现状  14-16
    1.2.1 传统蜂窝网络局限性  15
    1.2.2 无线中继网络研究现状  15-16
  1.3 论文的主要工作及结构  16-19
第二章无线中继网络  19-35
  2.1 引言  19-20
  2.2 网络架构和系统模型  20-23
  2.3 无线中继网络关键技术  23-26
  2.4 中继选择  26-29
    2.4.1 基于距离的中继选择算法  26-27
    2.4.2 基于路径损耗的中继选择算法  27-29
    2.4.3 基于信号与干扰噪声比的中继选择算法  29
  2.5 资源分配  29-33
    2.5.1 时隙分配  30-32
    2.5.2 带宽分配  32
    2.5.3 功率分配  32-33
  2.6 本章小结  33-35
第三章兼顾负载均衡和用户公平性的资源分配算法  35-57
  3.1 引言  35-36
  3.2 负载均衡  36-37
  3.3 系统模型  37-40
  3.4 资源分配算法设计  40-42
    3.4.1 最优资源分配方案  40-41
    3.4.2 次优资源分配算法  41-42
  3.5 仿真结果分析  42-56
  3.6 本章小结  56-57
第四章结合分级调制提高系统频谱效率的资源分配算法  57-73
  4.1 引言  57-58
  4.2 分级调制  58-63
  4.3 系统描述  63-65
  4.4 协作传输方案  65-68
    4.4.1 中继选择方案  65-66
    4.4.2 子帧划分方案  66
    4.4.3 资源分配算法及协作传输方案  66-68
  4.5 仿真结果分析  68-72
  4.6 本章小结  72-73
第五章无线中继蜂窝网络仿真平台设计实现  73-89
  5.1 节点结构  73-81
    5.1.1 物理层  75-77
    5.1.2 MAC层  77-79
    5.1.3 RLC层  79-81
  5.2 无线资源管理模块  81-83
    5.2.1 功率控制  81-82
    5.2.2 无线接入控制模块  82
    5.2.3 上下行干扰  82-83
  5.3 分级调制  83-84
  5.4 组播连接建立与业务发起  84-85
  5.5 本章小结  85-89
第六章总结和展望  89-91
  6.1 本文工作总结  89
  6.2 未来工作展望  89-91
参考文献  91-99
附录缩略语  99-101
致谢  101-103
攻读学位期间发表的学术论文  103

无线中继网络中资源分配算法研究

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