TD-LTE中繼通信系統(tǒng)中的資源分配.pdf

1、隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，用戶的業(yè)務(wù)需求日益增長(zhǎng)，對(duì)高速移動(dòng)數(shù)據(jù)的需求不斷增加，業(yè)務(wù)的類型也趨于多樣化。在此背景下，以LTE(LTE, Long Term Evolution)和LTE-A(LTE-Advanced)為代表的第四代(4G)移動(dòng)通信系統(tǒng)正在各國(guó)推廣應(yīng)用。我國(guó)的TD-LTE測(cè)試網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在2010年上海世博會(huì)期間啟動(dòng)了，隨后，一些城市也相繼開展了TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作。TD-LTE技術(shù)在改善系統(tǒng)傳輸速率、時(shí)延、頻帶利

2、用率方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。故采用TD-LTE技術(shù)，運(yùn)營(yíng)商能夠在有限的頻譜帶寬資源上具備更強(qiáng)大的業(yè)務(wù)提供能力。
　　然而，無線資源的稀缺性是無線通信的主要特點(diǎn)之一，日益增長(zhǎng)的用戶業(yè)務(wù)需求與匱乏的頻譜資源之間產(chǎn)生了沖突，這種沖突為無線通信的發(fā)展帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為緩解這種沖突，一些能夠提高頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)如正交頻分多址(OFDMA,Orthogonal Frequency Division Multiple Access)，中繼(R

3、elay)，多輸入多輸出(MIMO, Multiple Input Multiple Output)等備受關(guān)注。同時(shí)，采用合適的資源分配方法可以充分利用多用戶分集，使得頻譜效率進(jìn)一步提高。本論文正是以TD-LTE中繼通信網(wǎng)絡(luò)為對(duì)象，開展了OFDMA中繼系統(tǒng)以及OFDMA-MIMO中繼系統(tǒng)中的資源分配問題研究，創(chuàng)新之處如下：
　　1.為了滿足各個(gè)用戶的固定傳輸速率，提出了一種OFDMA中繼系統(tǒng)中基于用戶最低速率需求的資源分配算法。在

4、新算法中，將整型的子載波分配因子松弛為時(shí)域共享因子，并借助于對(duì)偶原理和一階KKT(Karush-Kuhn-Tucker)必要條件推導(dǎo)出了子載波分配和中繼選擇的準(zhǔn)則。為了使每個(gè)用戶滿足其最低速率值，各用戶被分配一個(gè)速率權(quán)衡因數(shù)，權(quán)衡因數(shù)越大的用戶越優(yōu)先選擇子載波和中繼。一旦所有用戶的最低速率需求滿足時(shí)，則按照瞬時(shí)速率最大將子載波分配給相應(yīng)的用戶。仿真結(jié)果表明，該算法在保證不同用戶的最小速率要求和提高系統(tǒng)總速率方面表現(xiàn)良好。
　　2.

5、針對(duì)通信系統(tǒng)中用戶間的公平性問題，提出了一種基于速率比例公平約束下OFDMA中繼系統(tǒng)中的資源分配算法。在平均功率分配的前提下，新算法提出了子載波分配和中繼選擇方案。在該子載波分配和中繼選擇方案的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行子載波上的功率優(yōu)化分配。與現(xiàn)有算法相比較，新算法更能很好的滿足用戶間的公平性，而且能獲得較高的系統(tǒng)容量。
　　3.為了綜合利用MIMO技術(shù)和中繼系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)滿足用戶間的比例公平性，提出了一種OFDMA-MIMO中繼系統(tǒng)中