相关信道下基于多用户VBLAST-OFDM的资源分配算法研究

摘要

作为下一代无线通信中的关键技术垂直贝尔实验室分层空时正交频分复用(Vertical Bell Laboratories Layered Space Time-Orthogonal Frequency Division Multiplexing, VBLAST-OFDM)能够极大地提高频谱利用率。通过与自适应技术的融合处理，可根据不同用户的服务质量(Quality of Service, QoS)要求和子载波的信道状态信息(Channel State Information, CSI)，动态地分配子载波和数据比特，能达到进一步提高频谱利用率的目的。本文从实际通信环境出发，对多用户VBLAST-OFDM资源分配算法进行理论上和技术上的研究。
　　单独针对物理层的传输策略，以系统吞吐量最大化为优化目标，在相关瑞利衰落信道下给出了一种基于部分 CSI的自适应子载波分配算法。算法通过Kronecker内积描述信道相关的特性，引用均值反馈模型模拟CSI的反馈机制，从而获得了相应的数学物理模型，并得出了对应的自适应子载波分配方法。实验结果表明，该算法不仅能有效地反映天线相关矩阵中相关系数以及延时反馈参数对系统吞吐量的影响，且与未利用均值反馈模型的子载波分配相比具有明显的优越性。
　　基于跨层的传输策略，以系统最大吞吐量为目标，通过充分考虑应用层不同业务的服务质量要求和数据链路层的动态特性，在相关信道下给出基于部分 CSI的跨层资源分配算法。该算法的目标函数包括子载波占用情况，功率限制，传输速率，不同业务的服务质量需求及数据链路层的队列状态信息等约束参数，在基站端数据链路层存在有限缓存条件下，根据Kronecker内积表示相关信道模型，通过均值反馈模型描述物理层信息的传递过程，并利用服务质量性能指标表示不同业务的需求，进而推导出相应的跨层资源分配原则。实验结果表明：该算法不仅考虑了反馈延时对系统吞吐量的影响，同时在考虑数据链路层的动态特性和不同业务需求情况下，与现有算法比较，不仅可满足不同业务用户的QoS需求，而且可获得高的吞吐量和较低的丢包率。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 无线信道简述

1.3 VBLAST-OFDM国内外研究现状

1.4 VBLAST-OFDM技术简述

1.5 自适应技术简述

1.6 多用户VBLAST-OFDM自适应资源分配简述

1.7 相关信道下VBLAST-OFDM自适应资源分配的需求分析

1.8 论文主要工作和结构安排

第二章 VBLAST-OFDM系统的时间和空间相关模型

2.1 VBLAST-OFDM系统的空间相关信道模型

2.2 VBLAST-OFDM系统的时间相关信道模型

2.3 VBLAST-OFDM系统容量

2.4 本章小结

第三章 部分CSI条件下的子载波分配

3.1 系统模型和优化目标

3.2 算法描述

3.3 算法的软件实现

3.4 实验结果和分析

3.5 本章小结

第四章 基于不同业务QoS要求的跨层自适应资源分配

4.1 系统模型

4.2 跨层资源分配策略

4.3 算法的软件实现

4.4 实验结果与分析

4.5 本章小结

第五章 结 论

致谢

参考文献

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