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基于IEEE 802.16e系統(tǒng)的信道分配算法研究

 

摘要

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展,目前,像WIMAX這樣的移動(dòng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)正面臨著巨大的通信需求量與十分有限的頻譜資源之間的矛盾。如何合理地分配系統(tǒng)中的頻率、時(shí)隙和子信道等多種無(wú)線資源來(lái)有效的利用有限的無(wú)線資源、提高系統(tǒng)容量和通信質(zhì)量,已成為當(dāng)前寬帶無(wú)線通信研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。論文進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究:
   ①深入研究了IEEE802.16e協(xié)議,由于該協(xié)議只定義了空中接口規(guī)范,并沒(méi)有明確規(guī)定系統(tǒng)該如何組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)資源如何分配給用戶等問(wèn)題,因此該文在深入研究IEEE802.16e協(xié)議的MAC層關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上,將與信道資源分配有關(guān)的數(shù)據(jù)流分類、帶寬請(qǐng)求、帶寬分配等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題作為研究重點(diǎn)。并以此為基礎(chǔ),研究出了支持該標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)信道分配流程圖,即系統(tǒng)信道分配的總體流程圖、信道搜索過(guò)程流程圖、信道調(diào)整流程圖。
   ②針對(duì)單小區(qū)下的OFMDA系統(tǒng)信道分配算法直接用于多小區(qū)存在系統(tǒng)載波利用率低、小區(qū)間用戶同道干擾嚴(yán)重等局限。文章在現(xiàn)有OFDMA系統(tǒng)子載波和功率分配算法的思想基礎(chǔ)上,結(jié)合傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)頻率復(fù)用分割技術(shù),提出了一種基于802.16e標(biāo)準(zhǔn)的多小區(qū)蜂窩網(wǎng)絡(luò)部分載波抑制復(fù)用(PCRR)的動(dòng)態(tài)信道分配改進(jìn)算法。該算法主要完成兩個(gè)部分功能:1)系統(tǒng)根據(jù)用戶的位置、速率以及子載波在系統(tǒng)中的分配情況,采用抑制載波信道增益的方法來(lái)為用戶分配子載波。2)在完成載波分配以后,系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)用戶的實(shí)際所需傳輸功率來(lái)調(diào)整功率,從而達(dá)到優(yōu)化系統(tǒng)性能的目的。為了驗(yàn)證算法的性能,該文建立了相應(yīng)的系統(tǒng)資源分配模型,并對(duì)系統(tǒng)中用戶的干擾、信干比、系統(tǒng)吞吐量等性能進(jìn)行了理論分析。
   ③在理論分析的基礎(chǔ)上,對(duì)算法中系統(tǒng)子載波利用率、系統(tǒng)吞吐量以及小區(qū)中不同位置用戶的平均信干比進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分析。分析結(jié)果表明:與傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū)頻率無(wú)復(fù)用相比,改進(jìn)算法(PCRR)采用小區(qū)部分載波復(fù)用和信道增益抑制的辦法對(duì)提高系統(tǒng)的資源利用率和系統(tǒng)吞吐量都有所幫助;相對(duì)于傳統(tǒng)的蜂窩小區(qū)載波完全復(fù)用,該算對(duì)提高遠(yuǎn)離基站的用戶的信干比有很大的改善。

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