论文摘要
多天线技术是3G及未来移动通信系统中的关键技术。多天线系统是一种将信号的空间域与时间域处理相结合的技术方案。多天线系统中的MIMO技术能够充分开发空间资源,在无需增加频谱资源和发射功率的情况下,成倍地提升通信系统的容量与可靠性,理论上可以极大地扩展频带利用率、提高传输速率,同时还可以增强通信系统的抗干扰、抗衰落性能。由于多天线技术的诸多优越性能,因而被广泛地认为将成为未来高速无线接入系统的必选技术方案。而无线资源管理的目标就是在有限资源的条件下,为网络内无线用户终端提供业务质量保障,最大程度地提高网络资源利用率(提高系统容量,减少能量/功率消耗,保持尽可能小的信令负荷等,使得成本开销尽可能低),同时防止网络拥塞。考虑到多天线系统的特点和无线资源管理所要达到的目标,如果将两者联合起来考虑,充分利用两者的优势,不仅可以节约无线资源,节省系统开销,还可以更好的提高系统性能,所以本文主要致力于多天线系统的无线资源管理算法的研究。本文的主要研究内容和取得的成果包括如下几个方面:1.系统的研究了传统的加权公平队列算法的特点,针对传统的加权公平队列算法没有改善系统容量这个问题,提出了一种基于加权公平队列的空间复用多用户接入调度算法,将上层的公平调度策略和物理层的优化天线分配相结合,同时采用分支定界法进行搜索找到最优解,最后通过仿真验证了采用的算法具有比传统的加权公平队列算法具有更好的性能。2.系统总结了无线资源管理的常用技术以及QoS的概念和性能参数,指出了在多用户环境下,很容易忽略由于每个用户的分组数据包的长度不同以及每个用户所处的信道环境不同而造成的数据传输延时不同这个问题,提出了一种自适应公平调度算法,在每个调度时隙,根据用户的信道环境和分组数据长度选择具有最小延时的用户进行传输,并且动态更新用户的平均传输延时,根据更新的平均传输延时自适应调整被调度的用户,从而使得不同信道环境和不同数据长度具有不同延时的用户都能公平的获得传输机会。通过仿真验证了该算法具有比经典的RR和Max SNR更好的性能。3.介绍了认知无线电系统的历史和概念以及博弈论的概念和模型。分析了认知无线电系统中使用博弈论的可行性。根据认知无线电系统的自主特性,将它们之间的交互作用建模为一个博弈的过程,构造全局互信息量为赢得函数,并且采用遗传算法来获得纳什平衡点,从而保证了迭代结果全局最优。4.系统的研究了BLAST技术,介绍了BLAST系统的原理,信号构造方式以及主要的几种信号检测算法。然后分析了其他小区的干扰将会影响BLAST系统的性能。针对这个问题,提出了一种基于博弈论的干扰抑制算法。该算法将博弈论应用于BLAST系统多个小区干扰抑制中,将BLAST系统多个小区干扰建模为博弈论数学模型。最后采用最佳响应准则来获得纳什平衡点。5.系统总结了阵列天线的原理,介绍了自适应波束成形算法常用的几个准则。然后分析了在多用户环境下,用户之间会形成一个交互的干扰,影响到系统的全局性能。提出了一种基于博弈论的自适应波束成形算法,将不同用户波束成形算法的发射权值调整描述为一个多用户的博弈过程,并且通过数学推导论证了基于博弈论的自适应波束成形算法纳什平衡点的存在性和唯一性,并且设计了收敛的发射权值更新算法。通过仿真实验验证了算法的性能。
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标签：多天线系统论文; 无线资源管理算法论文; 认知无线电论文; 博弈论论文; 波束成形论文;