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基于干扰协调的无线资源管理

作　者: 张成强
导　师: 田宝玉
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 干扰协调 无线资源管理 OFDM MIMO 博弈论
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


现代通信理论起源于1948年shannon经典论文“A Mathematical Theory of Communication",其主要研究工作集中在单收发端链路传输场景。该信道模型被称为单用户信道,其信道容量已经明确。然而,实际通信系统往往是多个用户共存。多用户共享有限的资源进行通信,彼此相互干扰,造成系统性能下降。目前,确定多用户通信系统容量存在众多难题。无线资源管理概念源自第二代移动通信系统,在采用自干扰CDMA无线传输基本技术的第三代系统中被视为移动通信网络规划和优化的一项关键技术,成为运营商衡量通信标准服务质量和网络性能的重要参考指标。当前,随着3G网络技术日渐成熟,无线通信领域的研究逐渐转移到B3G或4G系统。下一代移动通信系统的无线资源呈现出频域、时域、空域、码域等多维特性。无线通信系统大多是资源受限系统,也是干扰受限系统,随着多维无线资源高度复用,无线信道干扰日趋严重。因此,本文从无线信道干扰的角度,研究无线网络资源管理问题,分析现有算法性能,提出改进措施或新算法,提升网络性能。主要贡献包括以下几方面：研究在典型干扰信道场景下的功率与波束赋型问题,从博弈论的角度分析用户行为,并提出一种新颖的MISO干扰信道的波束赋型算法；仿真数据显示所提算法能够有效协调用户间干扰,提升用户传输速率,提高资源利用率；干扰管理是认知无线网络的关键技术之一,针对认知无线网络上行SINR均衡问题,给出最优联合功率控制和波束赋型算法,从理论推导了算法的最优性。数值仿真显示,与现有算法相比,所提算法能有效控制对授权网络的干扰,充分利用空间资源,提升认知无线网络性能；为了缓解4G系统严重的小区间干扰状况,业界提出了包括频域协调、功率控制、协作多点等技术方案。论文通过数值仿真分析经典多小区功率分配算法的性能；同时针对协作多点技术中的传输集选择问题,提出一种新的调度算法,包括面向用户端的传输集确定和协作小区间联合调度。仿真数据显示：算法在保障高协作增益的前提下,有效地降低了基站之间的信息交互量。最后,论文从干扰的角度提出无线资源管理需要深入研究的一些方向。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
符号说明  11-12
第一章 绪论  12-22
  1.1 干扰协调的研究背景  12-14
  1.2 无线信道的传输特点  14-16
  1.3 下一代移动通信系统的关键空口技术  16-18
    1.3.1 OFDM技术  16-17
    1.3.2 MIMO技术  17-18
  1.4 无线资源管理发展趋势  18-19
  1.5 本论文的主要工作与结构安排  19-20
  1.6 本章参考文献  20-22
第二章 典型无线干扰信道  22-35
  2.1 单天线干扰信道  23-26
  2.2 多天线干扰信道  26-33
    2.2.1 数学模型  26-28
    2.2.2 一种基于干扰议价的波束赋型算法  28-29
    2.2.3 数值仿真  29-33
  2.3 本章小结  33
  2.4 本章参考文献  33-35
第三章 动态频谱共享  35-50
  3.1 认知无线电介绍  35-37
  3.2 频谱共用方式  37-38
  3.3 频谱共用方式下的上行SINR均衡  38-48
    3.3.1 数学模型  40-41
    3.3.2 最优联合功率控制和波束赋型算法  41-45
    3.3.3 数值仿真  45-48
  3.4 本章小结  48
  3.5 本章参考文献  48-50
第四章 多小区资源管理  50-71
  4.1 多小区资源分配  51-61
    4.1.1 数学模型  51-53
    4.1.2 多小区频率复用  53-55
    4.1.3 多小区功率分配  55-57
    4.1.4 数值分析  57-60
    4.1.5 小结  60-61
  4.2 协作多点传输技术  61-68
    4.2.1 协作多点传输基本原理  61-62
    4.2.2 协作多点传输集选择方案  62-64
    4.2.3 协作多点传输实现方式  64-65
    4.2.4 数值分析  65-68
    4.2.5 小结  68
  4.3 本章参考文献  68-71
第五章 总结与展望  71-73
致谢  73-74
在读期间发表论文  74

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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