多用戶ofdma系統(tǒng)資源分配的-研究

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1、北京郵電大學碩士畢業(yè)論文第1章緒論1.1無線通信現狀第l章緒論當代通信技術的發(fā)展,極大地提高了人們傳遞信息和獲取信息地能力。尤其在最近幾十年,由于光纖的出現,使得數據傳輸率成百倍地增長,以光纖和電纜為介質的有線傳輸技術取得了長足的進步。與此同時,隨著數字技術在無線傳輸領域的廣泛應用,蜂窩移動通信、衛(wèi)星通信等無線傳輸系統(tǒng)也都得到了很大的發(fā)展。寬帶化和多媒體化成為了兩種傳輸方式的共同目標。無線傳輸有著有線傳輸無法替代的優(yōu)點。由于無線電波充滿整個空間,無線傳輸可以真正實現在任何地點的通信。在一些人跡罕至或無法鋪設光纜、電纜的地方,無線通信是

2、唯一的通信方式。另外,無線傳輸也給人們的日常生活帶來了方便,隨時隨地與他人保持聯(lián)系正是依賴于移動通信的發(fā)展才得以實現的。靈活性彌補了無線傳輸質量不高的缺點,使其成為不可或缺的傳輸方式之一。無線通信無疑已經成為近幾十年來發(fā)展最為迅速、最受關注的領域之一。人們對于無約束通信的需求、硬件和數字信號處理技術的飛速發(fā)展以及通信理論在實際系統(tǒng)中的成功應用,造就了從模擬到數字的第一代(1G)、第二代移動通信系統(tǒng)(2G)。如今,基于CDMA(code-Di“sionMultipleAcce船)技術的第三代移動通信系統(tǒng)(3G)已經在全球范圍內開始得到大

3、規(guī)模商用,人們正在向自己期待中的“任何人可以在任何時間、任何地點進行任何方式的通信”的目標步步逼近。然而,無線通信之所以吸引如此多研究者目光的一個重要原因也正是其中還有很多尚待解決的問題,對于在“非常惡劣”而又“變化無?!钡臒o線環(huán)境中要滿足人們近乎“貪婪”的需要,存在的挑戰(zhàn)還很多。3G系統(tǒng)雖然在極限條件下可以達到2Mbps的數據傳輸速率,即使在高速移動環(huán)境中,也可以實現144kbps的數據速率。但是,它也有其明顯的缺點:首先,由于cDMA技術固有的干擾問題的限制,3G系統(tǒng)的數據速率很難達到諸如50-100Mbps這樣的范圍:其次,3G

4、系統(tǒng)目前還難以保證不同用戶對于不同服務質量(Qual時ofseⅣicc,Qos)的要求,難以支持多速率業(yè)務。因此,正當3G的廣泛應用尚且“猶抱琵琶半遮面”時,對于未來蜂窩移動通信系統(tǒng)—B3G(Beyond3G)或4G的研發(fā)已經如火如荼地展開了。目前,人們對于4G的具體技術和架構還沒有統(tǒng)一的嚴格定義,但是在一些問題上已經形成了普遍共識,那就是:(1)4G系統(tǒng)要為用戶提供高頻譜效率、高可靠性的數據和語音服務,其空中接口應該能支持100Mbps以上的數據傳輸速率;(2)4G系統(tǒng)應該能有效支持全范圍的多速率業(yè)務,并能滿足用戶對于服務質量的不北

5、京郵電大學碩士畢業(yè)論文第1章緒論同需求;(3)4G系統(tǒng)應該能夠融合目前存在的多種無線接入技術,如無線局域網、BluefootIl、3G蜂窩系統(tǒng)等,使用戶的終端設備能夠在不同的制式之間透明地切換;(4)4G系統(tǒng)需要支持個性化服務等等。為了能夠實現這些目標,多項技術已經被人們所看好,將很有希望成為未來移動通信系統(tǒng)架構中的關鍵技術,這其中就包括能有效克服多徑衰落,提高傳輸速率的正交頻分復用(orthogonalFrequcllcyDivisionMultiplexin島OFDM)技術,能有效改善系統(tǒng)性能或顯著提高系統(tǒng)容量的多進多出(Mult

6、iple.InputMultiple-output,MIM0)技術,以及隨著信道的變化調整系統(tǒng)傳輸參數和結構以適應無線環(huán)境的自適應技術等。1.2無線資源調度無線通信系統(tǒng)中頻譜資源的稀缺決定了無線系統(tǒng)中必須有較高的資源利用率,因此,資源調度在無線通信系統(tǒng)中顯得尤為重要,4G中以分組數據業(yè)務為主,分組型業(yè)務通過接入選擇與控制(即選擇了服務基站(小區(qū))和接入信道)后進入一個按業(yè)務優(yōu)先級隊列排隊機制和一個時分(或碼分、正交頻分)資源調度器,經過速率與功率控制、分配后調度后輸出。分組業(yè)務的排隊機制主要是按業(yè)務的優(yōu)先等級進入不同隊列,排隊、等待和

7、獲得服務,隊列調度算法主要依據隊列等級、信道狀態(tài)、業(yè)務QoS需求及對有限的無線資源估計,對通過調度以后的業(yè)務再進行功率、速率控制(AMc),實現自適應鏈路傳輸。為了更好地實現無線資源的動態(tài)管理,還必須考慮到系統(tǒng)對有限的無線資源的估計,它包含系統(tǒng)吞吐量與公平度以及對不同業(yè)務的Oos需求。對有限的無線資源估計的目的主要是提高系統(tǒng)的有效性,即增大系統(tǒng)吞吐量,同時還包含必須滿足對每個用戶接入與傳輸的公平性要求。因此,資源調度必須考慮不同的業(yè)務類型,Qos需求、信道狀態(tài)、干擾情況及小區(qū)負荷等因素。1.3論文的主要內容和結構以上介紹了無線通信的現

8、狀與無線資源調度在4G通信系統(tǒng)中的作用,4G中對于無線資源調度的研究尚屬開始階段,3GPPu’E中資源調度也是熱點研究課題,因此,本文擬對4G系統(tǒng)中資源分配存在的一些問題,如資源分配的公平性、對于不同業(yè)務QoS的保證、如

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