论文题目: 无线正交频分多址系统中自适应资源配置研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 杨祥
导师: 韦岗
关键词: 正交频分多址,正交频分复用,信道估计,自适应资源配置,跨层网络结构
文献来源: 华南理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 正交频分多址(OFDMA)是将正交频分复用(OFDM)技术和频分多址(FDMA)技术相结合的多址方案，被认为是第四代移动通信系统(4G)的关键技术之一。OFDMA以OFDM调制为基础，通过给每个用户独立地分配子载波来实现多用户接入。在多用户同时接入的情况下，OFDMA系统基于无线信道的状态、服务质量(QoS)等参数动态地制定资源配置方案，从而实现资源的自适应最优配置。这样，系统不仅能获得更高的频谱利用率，并且更好地满足QoS要求。自适应资源配置是当前一个重要的研究课题，也是OFDMA系统急需解决的核心问题之一。 针对这个研究方向，本文在OFDMA自适应资源配置中新提出了一种跨层(Cross-layer)网络结构，并提出了基于跨层网络结构的自适应资源配置的方案和算法。全文系统地分析和研究了在OFDMA进行自适应资源配置所需解决的问题，具体有如下五个方面的工作和创新： (1)在自适应资源配置的一个前提条件——信道估计方面，提出了快速递归最小均方误差(FRLS)信道估计算法，并与最小均方误差(MMSE)相结合。该方案是在分析最小方差(LS)与最小均方误差(MMSE)算法这两种主要的信道特性获取方式的优缺点以及信道估计插值方式的基础上提出的。仿真结果证明了该算法的有效性。 (2)对于基于原有开放系统互连(OSI)标准分层网络的自适应资源配置方案，在分析了注水算法及拉格朗日算法在OFDMA中的运用的优缺点后，本文提出了分组自适应资源配置算法。仿真结果表明，本方法只需使用极少的系统资源，特别适合于在快速信道变化的情况下或多媒体业务中对OFDMA进行自适应资源配置。 (3)针对现有白适应资源配置方案不能满足多种用户QoS要求的特性，提出了一种在OFDMA自适应资源配置中使用的跨层网络结构。一方面，随着无线网络的发展，网络系统必须支持各式各样不断变化的业务类型及其QoS要求。而OSI分层网络由于各层的独立操作，不能有效地实现无线通信的要求。另一方面，近年来硬件产品的集成度与计算速度的不断提高。这样使得突破原有OSI结构的跨层结构成为需要与可能。跨层结构克服了原有OSI结构在无线通信中弊端，是无线通信网络发展
论文目录:
摘要
ABSTRACT
目录
CONTENTS
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 移动通信的无线传输及接入技术概述及最新发展
1.1.2 OFDMA系统在无线通信中发展历史及优势
1.1.3 网络结构跨层优化的发展趋势
1.2 无线多址接入技术
1.2.1 频分多址(FDMA)
1.2.2 时分多址(TDMA)
1.2.3 码分多址(CDMA)
1.2.4 空分多址(SDMA)
1.2.5 正交频分多址(OFDMA)
1.2.6 几种接入模式的比较
1.3 自适应资源配置关键技术
1.3.1 信道估计
1.3.2 信道分配
1.3.3 比特分配
1.4 论文的主要工作和内容安排
第二章 无线信道特性与OFDMA系统概述
2.1 无线信道描述
2.1.1 多径衰落信道冲激响应的统计分析
2.1.2 多径信道的参数
2.2 OFDMA系统概述
2.2.1 OFDMA的传输原理
2.2.2 OFDMA中的系统模型
2.2.3 OFDMA在IEEE802.16a中的运用
2.3 本章小结
第三章 OFDMA中的信道估计技术
3.1 引言
3.2 OFDMA信道估计模型及导频的设计
3.2.1 OFDMA的信道估计模型
3.2.2 导频插入的模型及原则
3.3 OFDMA信道估计算法
3.3.1 LS,MMSE以及改进的信道估计算法
3.3.2 信道插值估计的方法
3.3.3 仿真结果
3.4 本章小结
第四章 OFDMA系统的自适应资源分配策略
4.1 引言
4.2 OFDMA的自适应资源配置系统模型
4.3 注水分配算法在自适应资源配置中的应用
4.3.1 AWGN信道中达到最大频率利用率的注水功率分布
4.3.2 OFDMA的注水算法
4.4 基于拉格朗日算法的OFDMA自适应资源配置算法
4.4.1 拉格朗日算法
4.4.2 最优自适应调制策略描述
4.5 一种适用于OFDMA系统的次优自适应调制策略
4.5.1 次优化方案说明
4.5.2 算法描述
4.5.3 仿真结果
4.6 本章小结
第五章 跨层结构在自适应资源配置的运用
5.1 引言
5.2 跨层网络结构
5.2.1 无线通信对OSI网络结构的冲击
5.2.2 跨层结构的原理与准则
5.3 在OFDMA的自适应资源配置中使用跨层结构
5.3.1 自适应资源配置使用跨层结构的目的
5.3.2 OFDMA自适应资源配置中基于QoS的跨层结构
5.4 公平跨层自适应资源配置的优化方案
5.4.1 公平跨层自适应资源配置的最优化问题
5.4.2 迭代算法设计
5.4.3 仿真结果
5.5 最优跨层自适应资源配置的优化方案
5.5.1 最优跨层自适应资源配置的优化方案
5.5.2 次优化的渐进式的算法
5.5.3 仿真结果
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士期间发表及撰写的论文
发布时间: 2006-09-19