基於協作的自適應無線通信資源分配

《基於協作的自適應無線通信資源分配》是依託北京郵電大學，由王玉龍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於協作的自適應無線通信資源分配
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王玉龍
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

協作資源分配技術可以改善頻譜利用率，為無線通信網路性能改善帶來更大的上升空間，但目前的協作網路資源分配方案大多側重於集中式網路，而無法適用於未來的分散式網路架構。本項目針對分散式協作通信系統，研究基於跨層的自適應資源分配方案：利用網路架構、可用資源、信道狀態、用戶QoS需求等信息，設計協作MIMO自適應選擇機制、節點間協作的資源分配策略、基於跨層資源分配的最佳化機制，解決分散式無線協作網路中資源分配問題，實現自適應跟蹤信道變化、滿足QoS需求的PHY和MAC層聯合最佳化處理，探索多種約束條件下傳送節點-中繼節點-接收節點對時間、頻率、空間資源的聯合分配機制，提高傳輸鏈路的可靠性，增加網路的吞吐量，改善系統性能。給出基於協作MIMO OFDM系統的聯合最佳化方案，並通過算法仿真對所提的方案進行驗證。

結題摘要

針對協作通信系統，研究了基於協作的自適應資源分配方案：利用網路架構、可用資源、信道狀態、用戶QoS需求等信息，設計了協作MIMO自適應調度機制、節點間協作的資源分配策略、基於跨層資源分配的最佳化機制，解決了分散式無線協作網路中的資源分配問題，實現了自適應跟蹤信道變化、滿足QoS需求的PHY和MAC層聯合最佳化處理，探索多種約束條件下傳送節點—中繼節點—接收節點對時間、頻率、空間資源的聯合分配機制，提高了傳輸鏈路的可靠性，增加了網路的吞吐量，改善了系統性能。主要創新之處有：（1）針對MIMO多天線系統，研究了無線多播系統中的資源分配問題。提出了有限反饋條件下基於隨機碼本的多組多播預編碼算法，基於容量最大化、組間公平性和低複雜度的多播業務組間資源分配算法，以及基於分層編碼、功率疊代和空時頻聯合最佳化的組內資源分配算法。（2）針對基於節點協作的無線傳輸系統，分別從多基站協作和中繼協作兩個角度研究自適應資源分配問題。針對多基站協作系統，提出了單頻網拆分方法和單頻網自適應資源分配方法，抑制了小區間干擾，提高覆蓋率和頻譜利用率。針對中繼協作系統，提出了雙向中繼系統中的聯合自適應網路編碼和自適應調製技術；提出了協作中繼多用戶系統中的集中式資源分配和分散式資源分配算法，通過子載波分配和功率分配提高系統的性能。（3）針對基於跨層編碼的無線傳輸系統，分別從信源信道聯合分層編碼和有限反饋多描述分層編碼兩個角度出發，研究了自適應資源分配問題。針對基於信源信道聯合分層編碼的多播系統，研究了信源和信道聯合編碼方案，提出了一個基於聯合編碼的多業務比例公平算法和疊代功率注水算法，最大化增強層的吞吐量。針對基於有限反饋多描述分層信源編碼系統，研究了在有限反饋策略下使用多描述編碼（MDC）的單個多播組內的資源最佳化問題。設計了用戶有限反饋策略，提出了比例公平子載波分配策略、基於梯度的功率分配策略和基於拉格朗日乘數的功率分配算法。在保證多播組中每個用戶QoS需求的基礎上，最大化整個系統的吞吐量。（4）針對MIMO-OFDM協作系統，研究了資源的聯合最佳化問題。主要從基於信源信道聯合分層編碼和基於有限反饋的預編碼兩個方向出發，分別提出了信源信道編碼方案、基本層增強層與編碼方案、基本層子載波分配算法、增強層分配算法、基於QoS保障的改進功率注水算法和固定功率分配算法。在保證多播業務QoS的前提下，最大化系統吞吐量。