无线中继网络中资源分配算法研究

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随着无线通信网络的发展,对于网络吞吐量、系统容量、用户公平性和传输可靠性等多种网络性能的要求越来越高。然而,有限的无线资源和无线通信的传播环境限制了网络的性能。而在传统蜂窝网络中引入中继节点,缩短了节点之间的通信距离,能有效提高系统容量,扩大网络覆盖范围,成为研究的热点。本文介绍了无线中继网络的系统模型和网络架构,对目前无线中继网络研究的关键技术进行了总结,并对无线中继网络中的中继选择和资源分配问题进行了讨论。本文在固定无线中继网络中提出一种兼顾负载均衡和用户公平性的资源分配算法。首先给出最优资源分配的数学描述,由于求解最优解的复杂度非常高,又提出了一种复杂度低的次优资源分配方案。本文还在用户互为中继的无线中继网络中提出基于分级调制的协作传输方案,并提出中继选择方案和动态子帧划分方案。中继选择方案同时考虑信道条件和中继剩余能量,以提高中继传输性能;协作传输方案在一个子信道上同时传输某个用户和其中继的信息比特,并结合动态子帧划分方案,有效利用无线资源,以提高系统频谱效率。另外,本文基于NS2软件搭建了无线中继网络仿真平台。改进NS2仿真平台原有的无线节点模型,设计符合OFDMA无线中继网络的节点及协议栈,修改部分无线资源管理函数,采用OTCL编写脚本,实现协议栈添加、连接建立、业务发起等功能,配置网络场景,运行场景脚本得到网络性能数据并且以此为基础进行分析。
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