未来无线通信系统中的调度算法设计

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1、北京交通大学硕士学位论文未来无线通信系统中的调度算法设计姓名：姚婧申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：杨维20090601中文摘要随着用户对移动业务需求的不断增长，越来越需要更加先进的无线传输技术和网络优化理念。OFDM技术因其可以有效地对抗多径传播所造成的符号间干扰，已成为未来高速无线通信中的核心技术之一；CDMA技术作为3G系统的核心技术，其良好的性能具有无可争辩的竞争力；多输入多输出(MIMO)技术能够在不增加系统带宽和改变系统功率要求的情况下增加频谱效率，有效提高系统的数据传输速率和信道容量，受到了极大的重视。MIMO技术与OFDM技术相结合的MIMO．OFDM解决方案，在

2、提高无线链路的有效性和可靠性方面具有巨大潜力，是B3G系统的一种解决方案；OFDM技术与CDMA技术相结合构成的MC．CDMA方案，由于其优良的性能也被认为是B3G系统中最具竞争力的方案之一。无线系统中的调度算法主要是结合无线链路特性，实现对无线资源的分配，对整个系统性能的好坏具有重要的影响。对未来无线通信系统进行调度算法研究是无线资源管理研究的一个重要方面，目前，利用效用函数和跨层理论进行性能优化正逐渐受到研究人员的关注。因此，论文主要针对MIMO．OFDM系统和MIMOMC．CDMA系统的调度算法进行了研究和仿真分析，工作内容包含以下几个方面。首先，在单蜂窝MIMO—OFDM下行链路架构下

3、，对RR、QPF、MCI三种经典调度算法的性能进行了仿真。通过仿真，从三种算法的吞吐量性能，吞吐量公平性性能，服务机会公平性能，数据包时延以及天线数目变化对算法性能的影响等几个方面进行了分析，给出了仿真曲线图。其次，在单蜂窝MIMO—OFDM系统下行链路架构下，结合效用函数思想，设计实现了基于效用函数的调度算法UBS(UtilityBasedScheduling)，并将算法性能与RR、QPF、MCI三种经典调度算法进行了对比，从算法的吞吐量性能、公平性性能、丢包率性能和数据包时延性能等方面进行了仿真分析。结果表明，算法获得了良好的性能，具有一定的实用价值。最后，论文还在MIMOMC．CDMA系

4、统下行链路架构下，结合跨层设计理念，设计实现了基于跨层理论的调度算法CBS(crosslayerbasedscheduling)，并将算法性能与RR、QPF、MCI三种算法进行了对比，通过仿真，对算法的吞吐量、丢包率、数据包时延和公平性性能进行了分析。仿真结果表明，算法在吞吐量和丢包率等性能上取得了较高的性能优势。关键词：MIMO．MC．CDMA；MIMO．OFDM；调度算法；效用函数；跨层设计分类号：TN929．533ABSTRACTABSTRACTAsthedemandofmobileservicesisgrowing,moreadvancedwirelesstransmissiontec

5、hnologyandnetworkoptimizationideasareneeded．OFDMtechnologycalleffectivelyagainstinter-symbolinterferencecausedbymulti—pathPropagation，andhasbecomeoneofthecoretechnologyinthefuturehi曲·speedwirelesscommunications；CDMAtechnologyasthecoretechnologyof3Gsystems，hascompetitionwithindisputableforcebecauseof

6、itsgoodperformance；multiple-inputmultiple-output(MIMO)technologyCallincreasethespectrumefficiencyandimprovethesystemdatarateandchannelcapacityinthecaseofnotincreasethesystembandwidthandsystempowerrequirements，byagreatattention．MIMOtechnologyandthecombinationofOFDMtechnologyMIMO·OFDMsolution，hasgreat

7、potentialinimprovingtheeffectivenessandreliabilityforthewirelesslink，isoneB3Gsystemsolutions；OFDMtechnologyandCDMAtechnologyconstitutetheMC-CDMAsolution，becauseofitsexcellentperformanceisalsoconsidere