IEEE 802.16m中的协作中继技术研究

摘要

随着全球移动通信技术的飞速发展，人们对移动通信的依赖越来越强烈，从而对移动通信的速率和质量便有了更高的期望和需求。虽然3G的业务市场还有待进一步拓展，但就移动通信技术的演进历程来说，3G的商业化运营已经标志着3G技术的成熟，也唤起人们对更新一代通信技术-4G的关注。4G支持低速用户1Gbit/s，高速用户100Mbit/s的传输速率。如此高的速率对现有的蜂窝网结构提出了许多现实的挑战，出现小区边缘用户的服务质量得不到保证的问题。
　　 针对以上问题，IEEE802.16m给出了答案。作为IMT-Advanced4G标准候选提案之一的IEEE802.16m通过前向兼容IEEE802.16j的中继机制，大大改善了网络的覆盖质量和小区边缘用户的客户体验。
　　 论文通过跟踪IEEE802.16m标准的最新制定进程，在对已有的中继技术的发展历程和关键技术进行调研的基础上，将协作中继引入IEEE802.16m，基站与中继站（或多个中继站）之间通过协作同时向移动台发送数据，以降低干扰并获得分集增益。本文以此作为研究方向，对协作中继技术及引入中继后的资源分配算法进行了深入分析和研究。通过总结资源分配的各种算法，对比分析现有算法的优劣，结合协作中继的特点，论文提出了一种综合考虑中继特点、考虑自适应调制编码方式以及用户优先级和公平度的资源分配算法CR-MC-P，该算法在支持中继机制的基础上，提高了系统吞吐量，而且能够保证不同QoS等级业务的时延特性，在用户的优先级和公平度之间做了很好的权衡。最后，使用NS2仿真工具对算法进行了实现，通过搭建仿真环境、配置业务模型，以定量的方式对算法的性能进行了仿真分析，验证了CR-MC-P算法的有效性和可行性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 研究现状

1.2.1 WiMAX/IEEE 802.16技术的产生

1.2.2 WiMAX/IEEE 802.16技术的演进

1.2.3 IEEE 802.16m标准的提出

1.2.4 中继技术的引入

1.3 论文研究内容及意义

1.4 论文的章节结构安排

第二章 OFDM系统资源分配

2.1 OFDM技术概述

2.2 OFDM系统中的资源分配算法

2.2.1 静态资源分配

2.2.2 动态资源分配

2.3 资源调度算法

2.3.1 轮询调度算法

2.3.2 严格优先级调度算法

2.3.3 比例公平调度算法

2.3.4 HUF算法

2.4 IEEE 802.16m中的OFDM技术与资源分配

2.4.1 IEEE 802.16m中的OFDMA

2.4.2 IEEE 802.16m中的资源分配

2.5 本章小结

第三章 协作中继技术

3.1 中继技术

3.1.1 中继技术概述

3.1.2 引入中继后的通信流程

3.1.3 中继技术带来的性能改善

3.2 协作中继的研究现状

3.2.1 协作中继的引入

3.2.2 协作中继的定义

3.2.3 协作中继的研究历程

3.3 协作中继的关键技术

3.3.1 协作中继模型

3.3.2 协作中继协议

3.3.3 协作中继中的空时编码

3.3.4 协作中继流程

3.4 IEEE 802.16m中的协作中继

3.4.1 IEEE 802.16m协作中继的帧结构

3.4.2 IEEE 802.16m协作中继的空时编码

3.5 本章小结

第四章 协作中继资源分配算法

4.1 系统模型

4.1.1 系统模型分析

4.1.2 性能评价指标

4.2 CR.MC-P算法

4.2.1 算法的引入

4.2.2 算法的实现流程

4.3 仿真环境搭建

4.3.1 协议模型架构

4.3.2 系统模型参数

4.3.3 仿真场景配置

4.4 仿真结果及分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 论文工作总结

5.2 未来工作展望

参考文献

附 录

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文