论文部分内容阅读
以第二代甚高速数字用户线（Second Generation Very-high-bit-rate Digital SubscriberLine, VDSL2）为代表的数字用户线技术是一种最流行的宽带接入方式，它通过频带扩展以及先进的调制技术，能够在300米内给用户提供100Mbps的速率，基本满足用户的各种需求。然而高频的使用和更短的传输距离也使得串音干扰更为严重，成为限制VDSL2性能提升的关键因素。通信系统中频谱资源非常有限，而功耗受到技术和设备的限制，并且功率太高还会提高通信成本，造成资源浪费，加剧全球变暖等各种环境污染。在有限的频谱和功率资源条件下，设计和开发出效率更高的资源利用方法成了提升系统性能的有效手段。动态频谱管理（Dynamic Spectrum Management，DSM）能根据各个用户的实际信道特性，协调用户的资源分配，优化用户的发送功率谱密度（Power SpectrumManagement，PSD），减少用户间的串音干扰，提高资源利用率，是一种有效的资源分配方法。本论文主要研究不同环境条件下如何进行动态频谱管理，以及如何更有效的进行动态频谱管理，创新之处如下：1．已有的串音抑制算法大都局限于串音用户不变的环境。在实际系统中，用户随时可能下线和上线，导致串音环境发生改变。本文利用矩阵初等变换和矩阵分块，提出了一种用户动态变化时抑制串音干扰的自更新迫零算法。新算法不仅减少了计算复杂度，同时能保持置零算法的性能。基于实测数据的仿真结果验证了新算法的有效性。2．针对Rate-adaptive Levin-Campello（RA-LC）比特加载算法选择最小功率增量的子信道加载比特，导致串音干扰严重的问题，本文提出了一种完全分布式的基于功率加权的比特加载（WPBL）算法，每次都选择功率增量与参考用户的功率加权和最小的子信道加载，仿真结果表明新算法的性能要优于分布式频带优先频谱管理（Distributed Band-Preference Spectrum Management，DBPSM）算法，并更接近最优频谱均衡（Optimal Spectrum Balancing，OSB）算法的性能。3．DBPSM算法通过比特移动大大提高了弱用户的传输速率，但比特移动过程中子频带选择的不合理导致了弱用户性能仍有一定损失。对此，本文提出了一种新的子频带选择方法去进一步提高弱用户性能，并提出了一种新的排序子信道选择法去改善比特移动效率。理论分析和仿真结果都论证了上述结论的正确性。