【摘 要】
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高铁技术的快速发展推动了对高铁宽带无线通信系统需求的增加,基于高铁系统的无线资源管理是近年来提高系统性能的研究热点,其中功率分配考虑用户的服务质量（Quality of Service,QoS）要求、系统的发射功率有限以及信道质量状况等条件的约束,将有限的资源高效合理的分配给用户从而提高高铁通信系统的QoS性能。在新一代用户多业务并存的高铁宽带无线通信系统中,如何在保障不同特性业务要求的前提下,使
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高铁技术的快速发展推动了对高铁宽带无线通信系统需求的增加,基于高铁系统的无线资源管理是近年来提高系统性能的研究热点,其中功率分配考虑用户的服务质量（Quality of Service,QoS）要求、系统的发射功率有限以及信道质量状况等条件的约束,将有限的资源高效合理的分配给用户从而提高高铁通信系统的QoS性能。在新一代用户多业务并存的高铁宽带无线通信系统中,如何在保障不同特性业务要求的前提下,使用有限的网络资源,设计有效的功率分配算法实现支持更高的传输速率、为更多用户提供优质服务以及提高系统性能,是近年来高铁无线通信系统中针对用户功率分配算法研究的主要问题。本文首先分析了国内外针对高铁用户的功率分配算法的研究现状,然后对高铁用户业务划分、传统功率分配算法、高铁典型传播场景的信道建模、自适应功率分配算法开展了研究。主要研究工作有以下两点:（1）针对现有功率分配策略研究的QoS指标和用户业务单一,将QoS指标扩展到丢包率、时延、吞吐量、用户间的公平性和满意度等多个度量,提出了比例公平功率分配优化算法。在满足每个用户最低速率需求的条件下,引入改进的优先级调度因子结合注水算法,以单一业务QoS优先级因子在所有业务优先级中所占比例为权重,为用户有序提高分配功率。最后使实时业务的实际数据传输速率在用户满意度范围内,非实时业务保证最低传输速率。仿真结果表明,优化算法的性能优于传统算法,并能将用户的满意度和公平性控制在一定的阈值内,同时使大量用户分配到期望速率从而最大化系统吞吐量。（2）针对现有研究并未充分考虑高铁运行中多种场景导致不同用户经历不同的衰落问题,提出了高铁多用户自适应功率分配方案。结合第三章的研究,首先根据用户的实时信道状况以及每个用户的最低速率要求,引入子信道分配因子将高铁信道划分为若干个子信道。然后定义功率利用率函数,预先将一部分功率分配给信道条件较好的用户,接着在迭代分配过程中使用Romberg积分法为信道条件较差、速率比例较小的用户分配功率保证用户之间的公平性。仿真结果表明,改进策略能够稳定边缘用户与信道条件较好用户间的公平性同时最大化系统吞吐量。
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