面向5G空口的反馈及资源配置技术研究

作     者：左惠玲 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陶小峰

授予年度：2018年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：资源配置 非正交多址接入 功率分配优化 非授权频段 

摘      要：随着人们对无线数据流量和数据速率需求的日益增长,网络容量的提高成为网络运营商们面临的主要挑战。为了满足未来激增的用户通信需求,解决频谱资源稀缺以及频谱资源利用率较低的问题,5G(5th-Generation,第五代移动通信)空口技术成为了无线通信领域当前的研究热点之一。本论文分别针对非正交多址接入系统中的最优功率分配、mMTC(massive Machine Type Communications,大规模机器类型通信)场景下的上行非正交多址接入以及非授权频段上的上行非正交多址接入这三个问题展开研究,主要的研究内容如下:针对非正交多址接入系统中的最优功率分配问题,分别对上行和下行进行讨论,首先在用户数据速率要求及总功率受限的约束条件下,将功率分配优化问题建模为凸优化问题,然后利用KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件得到了功率分配最优解的闭式表达式。仿真结果表明,相较传统的正交多址接入系统,采用本文得出的最优功率分配方案的非正交多址接入系统的吞吐量性能具有显著提升,并且能够适应更加动态的信道状况和更加多样化的用户数据速率需求。针对mMTC场景下的上行非正交多址接入,提出了一种HARQ群反馈方案,将多个用户的ACK/NACK反馈合并在一个数据包中进行传输,从而减小大量ACK/NACK反馈给下行链路带来的开销负担;提出了一种半静态的非均匀频域资源分组方案,上行数据包传输所占用资源的组号与其传输次数一一对应,从而解决了免授权上行传输中基站无法判定上行数据包的传输次数这一问题;设计了一种子载波分配算法,在子载波所能容纳的用户数目受限的情况下,最大化系统的频谱效率。针对上行非正交多址接入如何在非授权频段上实现这一问题,提出由非授权频段的各个子信道上第一个成功接入的蜂窝用户在该子信道上向蜂窝系统中的其它用户发送广播消息这一基本思想,并基于此设计了两种可行性方案,使得上行非正交多址接入可以在非授权频段上得以实现。