協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中的MIMO技術(shù)與資源分配策略研究

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1、北京郵電人學(xué)碩十學(xué)位論文摘要協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中的MIMO技術(shù)與資源分配策略研究摘要未來無線網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作中繼技術(shù)能夠有效的克服陰影衰落,擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍,增加系統(tǒng)容量以及吞吐量,使得網(wǎng)絡(luò)能夠在有限的資源以及時變的移動通信環(huán)境下為用戶提供高速率大覆蓋的業(yè)務(wù)環(huán)境。由于中繼節(jié)點(diǎn)靈活便捷的部署方法,低廉的建設(shè)以及維護(hù),良好的擴(kuò)展性以及前向兼容特性,使得引入中繼的未來無線網(wǎng)絡(luò)成為一種極具競爭力的組網(wǎng)方案。本文針對協(xié)作中繼這一當(dāng)前熱點(diǎn),在國內(nèi)外學(xué)者的研究基礎(chǔ)上,對下一代移動通信系統(tǒng)中協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)的MIMO技術(shù)和資源分配策略

2、進(jìn)行了深入研究,其中在基于多天線中繼的中繼濾波和信號處理,協(xié)作中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合中繼選擇、資源分配和負(fù)載均衡以及中繼網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)馁Y源分配等方面做了一系列的研究工作,主要貢獻(xiàn)概括如下:1.針對基于多天線中繼技術(shù)的小區(qū)問干擾抑制問題,首先研究一了一種帶有共享中繼站的新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);然后基于此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提出了一種兩重信道分解的分析方法;并且利用該方法設(shè)計(jì)了基站預(yù)編碼和中繼站濾波方案;此外,還分析了中繼站的功率分配方案,提出了平均功率分配和基于遺傳算法的最優(yōu)功率分配兩種功率分配算法。2.針對基于多天線中繼技術(shù)

3、的中繼濾波、信號處理和路由選擇問題,首先研究了中繼濾波方案,將“多發(fā)端.多中繼.多收端"的復(fù)雜信道分解為多條“單發(fā)端.單中繼.單收端"的平行獨(dú)立信道;然后設(shè)計(jì)了中繼信號處理方案對每條分解后的獨(dú)立信道進(jìn)行容量最優(yōu)化,并且進(jìn)一步分析了不同獨(dú)立信道之間的中繼功率分配問題;最后比較了不同的路由選擇方案,提出了一種信令開銷較大的最優(yōu)路由方案和幾種北京郵電人學(xué)碩十學(xué)位論文摘要信令開銷較小的次優(yōu)路由選擇方案。3.針對協(xié)作中繼蜂窩網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合路由選擇、資源分配和負(fù)載均衡問題,首先分析了小區(qū)簇間的同頻干擾;然后研究了直跳、D

4、F和AF三種不同傳輸模式的頻譜效率計(jì)算問題;繼而提出了一種簡單有效的負(fù)載均衡方案,并建立了聯(lián)合最優(yōu)化模型;最后設(shè)計(jì)了基于貪婪算法的CJRRT算法以較小的復(fù)雜度求得了模型的次優(yōu)解。4.針對蜂窩協(xié)作中繼網(wǎng)絡(luò)中基于小區(qū)簇的負(fù)載均衡問題,提出首先由熱點(diǎn)小區(qū)根據(jù)本小區(qū)的業(yè)務(wù)量分布情況以及相鄰小區(qū)的負(fù)載情況,動態(tài)選取相鄰的非熱點(diǎn)小區(qū)組建小區(qū)簇;然后,熱點(diǎn)小區(qū)根據(jù)小區(qū)簇內(nèi)各小區(qū)的負(fù)載情況計(jì)算轉(zhuǎn)向每個非熱點(diǎn)小區(qū)的業(yè)務(wù)量大小,使得負(fù)載均衡后熱點(diǎn)小區(qū)的業(yè)務(wù)量低于門限值,并且整個小區(qū)簇的平均阻塞率最低;最后,熱點(diǎn)小區(qū)以小區(qū)簇的

5、總轉(zhuǎn)移效率為目標(biāo),對小區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)移的非實(shí)時業(yè)務(wù)用戶進(jìn)行資源調(diào)度,以提高小區(qū)簇系統(tǒng)的頻譜效率。5.針對蜂窩中繼網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)馁Y源分配問題,提出首先由每個小區(qū)邊緣用戶選擇參與協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)南噜徯^(qū)組建小區(qū)簇,并在小區(qū)簇的每個小區(qū)內(nèi)選擇參與協(xié)作多點(diǎn)傳輸?shù)闹欣^站;其次,系統(tǒng)為每個小區(qū)邊緣用戶分配小區(qū)邊緣頻率資源,使小區(qū)邊緣用戶在所分配資源上的總吞吐量最大;最后,如果小區(qū)邊緣頻率資源無法滿足小區(qū)邊緣用戶需求,并且小區(qū)中心頻率資源存在剩余,則借用小區(qū)中心頻率資源分配給小區(qū)邊緣用戶,并使得小區(qū)邊緣用戶在所分配資源上的

6、總吞吐量最大。論文最后對全文進(jìn)行了總結(jié),并指出了今后的研究方向。關(guān)鍵詞:協(xié)作中繼MIMO干擾抑制資源分配負(fù)載均衡協(xié)作多點(diǎn)傳輸^RESEARCHONMIMOTECHNIQUEANDRESOURCEALLOCATIONINC00PERArIVERELAYINGNETWORKSABSTRACrCooperativerelayingtechniqueinthefuturewirelessnetworkscaneffectivelyhandleshadowfading,enlargecellcoverageande

7、nhancesystemcapacityandthroughput,whichcanprovideahighrateserviceforusersintheresource.1imitedandtime.variantmobilecommunicationenvironment.Sincerelaynodescanbeeasilydeployedwithlowcostinconstructionandmaintenance,withthegoodscalabilityandforwardcompatibi

8、lity,itbecomesacompetitivenetworkschemetointroducerelayintothefuturewirelessnetworks.Basedonthepreviousstudiesonthishottopic,thisthesisinvestigatesontheMIMOtechniqueandresourceallocationstrategyincooperativerelaying

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