无线毫米波通信中的资源分配技术研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nini126
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
智能设备和高速率应用场景(例如在线游戏和高清视频)的快速增长对未来的无线通信提出了更高的速率需求。为了应对这种挑战,MIMO、波束赋形、移动边缘计算等技术被提出来解决用户的需求,人们也对具有广泛带宽的毫米波频段很感兴趣。同时,如何设计可靠且有效的资源分配算法来最大化系统容量,或是最小化系统总能耗将也成为更值得深入研究的问题。本文的主要内容归纳如下:1.考虑一个在工作于毫米波频段的切换波束MIMO-OFMDA系统中的联合波束、子载波和功率分配问题。将原问题分解为两个子问题:1)固定子载波和功率的波束分配问题;2)固定波束的子载波和功率分配问题。第一个子问题将由一个启发式算法来解决。对于第二个子问题,我们利用DCA方法将原问题转化为一个近似的凸问题,利用提出的优化算法进行求解。同时,低复杂度算法也被提出来降低计算复杂度。仿真结果证明了提出的算法可以有效提升无线传输系统的系统容量。2.研究一个在工作于毫米波频段的切换波束多输入多输出正交频分多址系统中的联合用户分组、波束、子载波和功率分配问题,优化目标为最大化下行链路多时隙的平均系统总速率。提出一种用户分组的方法,并利用先前的波束、子载波、功率联合优化方法和低复杂度算法,提出用户分组联合优化算法和用户分组低复杂度算法解决本问题。仿真结果研究了系统总速率与不同用户分组数、波束数的关系。3.研究了一个多基站多用户OFDMA系统中的用户计算卸载问题,联合优化了用户计算卸载决策、子载波分配和功率分配使得系统总能耗最小。将原优化问题分解为多个子问题分别进行求解。先给定用户计算卸载决策和子载波分配,用交替迭代的方法得出最优的功率分配结果。子载波分配和用户计算卸载决策都建模为带权最优匹配问题,计算得到二部图的权重矩阵后,使用Kuhn-Munkers算法即可进行求解。低复杂度算法也被提出来降低计算复杂度。仿真结果证明了联合优化算法的有效性。
其他文献
相控阵天线技术广泛应用于雷达、通信、侦收等领域,其显著特点是通过控制馈源相位改变波束指向。传统相控阵天线工作带宽窄,难以满足未来应用需求。约束相控阵天线工作带宽的关键要素之一即是天线单元的工作带宽,并且天线还需要兼顾机载等特殊应用平台低剖面的需求。因此本文针对宽带低剖面天线理论与应用展开深入研究,主要工作如下:1)设计了L型探针馈电天线单元:详细分析了单馈、双馈等L型探针馈电天线的性能,提出了介质
基站端配置大量天线的大规模MIMO技术是第五代移动通信(5G)的重要技术。本论文以大规模MIMO通信系统为背景,以提高系统效能为目的,对相关技术进行了研究。针对大规模MIMO系统中的近场效应问题,本文采用多端口网络技术对此进行研究,重点分析了近场条件下大规模MIMO系统解耦匹配网络(DMNs)的联合设计。此外,波束赋形技术是无线通信中重要的信号处理技术,能显著提高系统频谱效率,由于大规模MIMO系
随着物联网(Internet of Things,Io T)技术的发展,越来越多的移动设备被接入互联网,但是移动设备存在着计算资源和电池容量有限的问题,无法处理计算量过大的任务。作为移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)的进一步扩展,雾计算网络(Fog Computing Network,FCN)将雾节点部署在网络的边缘位置来提供额外的计算和存储能力。这样移动终端可以选
近年来,大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)系统因其在传输可靠性、系统容量和频谱效率等方面的优势,成为第五代移动通信(5th Generation Wireless Systems,5G)系统的关键技术之一。然而,大规模MIMO系统仍存在着射频开销大,信道估计困难,检测算法复杂度高等问题。空间调制(Spatial Modulation,SM)
伴随着移动互联网和物联网的高速发展,移动通信技术的发展也在快速的更新。随着5G移动通信系统的正式商用,多输入多输出(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)技术是在保证功率效率的前提下,大幅提高频谱效率的关键技术。大规模分布式MIMO通过协作利用宏分集进一步提高传输性能,成为MIMO技术的热点问题。具体地,本文主要研究了:第一章首先介绍论文的研究背景。然后分别介绍了
5G系统将支持多种垂直行业应用场景,以及各类具有差异化服务质量需求的业务,其中,海量机器类型通信(m MTC)作为5G三大应用场景之一,是机器类型通信的新型行业应用,致力于保障大量互联设备的数据传输,以实现万物互联的愿景。5G系统需要满足远高于4G的性能要求,以支持爆炸性增长的数据流量、海量连接设备等。同时,丰富的业务类型和高流量密度、高设备连接密度也为网络负载的管理带来挑战。本文主要围绕业务流量
近几年,蓝牙技术的飞速发展催生了各种物联网应用的落地,其中基于蓝牙的室内定位技术以设备的体积小、易实现、普适性高等特点越来越受到广泛的关注。蓝牙室内定位技术大多通过测量接收信号强度指示(received signal strength indicator,RSSI)进行测距定位,但是RSSI的不稳定性等问题会影响定位的精度。本论文立足于基于蓝牙的RSSI测距定位技术,结合蓝牙最新发展趋势,设计并实
随着互联网技术的发展和智能手机的普及,各种手机应用极大地丰富了人们的生活。同时,人们对于移动网络流量的需求也呈现出爆发式的增长。为了满足人们日益增长的通信需求,移动运营商采用超密集网络,大规模MIMO等技术来提高系统容量,为用户提供更好的移动通信服务。然而,增加基站和天线等硬件设备提升网络容量的同时,也大幅增加了移动网络的整体能耗。所以,如何能够在满足用户需求的情况下,降低网络的能耗,成为人们关注
卫星通信在应急通信、地面蜂窝覆盖以外区域的通信及空中和远海通信方面具有无可替代的地位。与此同时,5G网络的出现和星地一体化架构的引入将在不久的将来极大地改变卫星通信的角色。更高速率和更高系统吞吐量的持续需求推动了高通量卫星的发展。其关键技术之一是多波束传输技术。通过采用点波束,能够大幅度提高天线增益,以支持小型卫星用户终端。同时不同点波束之间可以进行频率重用,提高了频带的利用率,并提高系统容量。但
随着移动通信技术的高速发展,面向高速率、低时延、大连接无线数据业务的第五代移动通信(The 5th Generation,5G)应运而生。然而,在信息速率快速提高、连接数量大幅上升的同时,通信设备的能量消耗也随之不断增加。因此,通信系统中的能效问题变得日益重要。鉴于此,本文分别从基站侧和终端侧两方面对高能效5G移动通信技术开展研究。在基站侧,本文通过设计基站波束成形方案,引入功率再利用机制,降低并