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无线局域网中的多信道媒体控制接入机制研究

无线局域网中的多信道媒体控制接入机制研究

作者：王怡北京邮电大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的发展,无线局域网由于具有灵活性和移动性的特点,可以提供有线网络无法实现的特性,因而逐渐走入千家万户。然而,随着越来越多的用户接入无线局域网,传统的单个用户接入信道、占用整个信道进行数据传输的媒体访问控制... 详细信息

随着无线通信技术的发展,无线局域网由于具有灵活性和移动性的特点,可以提供有线网络无法实现的特性,因而逐渐走入千家万户。然而,随着越来越多的用户接入无线局域网,传统的单个用户接入信道、占用整个信道进行数据传输的媒体访问控制机制已经无法满足无线局域网中越来越多的用户同时上网的需求,而基于多信道的多址接入技术则可以在一定程度上改善多用户情况下无线局域网的性能。本文首先介绍了无线局域网中的多址接入技术,随后提出了一种基于正交频分多址接入技术(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)的多信道媒体访问控制机制,使多个用户能够在信道中同时进行数据传输,进而提高了无线通信系统的吞吐量。其中,多信道的理念由OFDMA技术实现,OFDMA技术将系统中的子载波划分成多个小组,每一组子载波作为一个子信道,允许多个用户竞争不同子信道的使用权。接入子信道时,系统中的用户遵循加入了RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send)模式的载波侦听多路访问机制／冲突避免机制(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA),从而避免了隐藏终端问题的影响。在退避机制方面,协议采用了二进制指数退避算法,此外,协议还允许用户在每个子信道上都设置一个退避计数器,这样就使得用户在接入某个子信道时发生的碰撞等问题不影响用户接入其他子信道。本文首先对基于多信道技术的媒体访问控制机制进行了设计,随后分别从数学理论推导和软件仿真两方面对接入机制的性能进行分析验证,最终得到的计算机仿真结果与理论推导的结论一致。通过仿真结果,本文对多信道机制中子信道数目的选择进行了讨论,比较了不同子信道数情况下系统的饱和吞吐量性能。从仿真结果可以看出,多信道的媒体访问控制机制更有利于提高系统性能,满足当前用户数目较多情况下的系统需求。

关键词：无线局域网多信道正交频分多址接入载波侦听多路访问/冲突避免

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认知无线电下行链路的OFDMA资源分配

激光杂志 2018年第5期39卷 102-106页

作者：加努尔·阿依恒覃锡忠贾振红牛红梅王哲辉新疆大学信息科学与工程学院乌鲁木齐830046 中国移动通信集团新疆有限公司网络监控部乌鲁木齐830063

针对认知无线电网络下行链路中多用户正交频分多址接入的资源分配问题，提出一种基于迭代再加权最小化框架的子载波和功率分配算法，该算法首先通过松弛约束简化问题，再用迭代再加权最小化框架将混合离散型的资源分配问题转化为凸优化... 详细信息

针对认知无线电网络下行链路中多用户正交频分多址接入的资源分配问题，提出一种基于迭代再加权最小化框架的子载波和功率分配算法，该算法首先通过松弛约束简化问题，再用迭代再加权最小化框架将混合离散型的资源分配问题转化为凸优化问题求解。其中对主用户的干扰约束，考虑现实的不完全信道状态信息下的概率干扰。仿真结果表明，该算法在保证认知用户和主用户通信质量的同时，还实现了系统总传输功率最小化。

关键词：认知无线电正交频分多址接入资源分配迭代再加权最小化概率干扰

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多用户水声OFDM系统通信链路资源优化

多用户水声OFDM系统通信链路资源优化

作者：陈肇邦浙江大学

学位级别：硕士

有效地分配子载波、功率等资源能够给系统带来更高的通信容量和性能。由于水下无线网络中子载波和能量等资源非常宝贵,若将资源优化策略运用到水声OFDM系统通信链路中,将会给水声通信性能带来极大的提升。本文着眼于设计适应水声OFDM系... 详细信息

有效地分配子载波、功率等资源能够给系统带来更高的通信容量和性能。由于水下无线网络中子载波和能量等资源非常宝贵,若将资源优化策略运用到水声OFDM系统通信链路中,将会给水声通信性能带来极大的提升。本文着眼于设计适应水声OFDM系统的资源优化算法,主要针对不同接入方式下的水声OFDM通信链路模型进行资源优化分配,取得的成果主要为以下两个方面:(1)针对OFDMA系统,提出一种基于启发式贪婪算法进行子载波分配,然后再线性分配功率的方法。在子载波分配过程中,定义了“最小速率请求”作为给每个用户分配子载波的依据。在功率分配过程中,通过一种近似比例公平法,在一定程度上满足了系统对公平性的要求。最后通过仿真分析了通信信噪比对三种算法的通信速率的影响。(2)针对NOMA系统,提出一种动态的接收机匹配机制,然后基于贪婪算法对子信道进行分配,再通过对优化目标进行转换,将具有非凸优化形式的功率分配问题转换为几何规划形式的功率分配问题,利用内点法求解该形式下功率分配问题。最后通过仿真证明了所提算法的有效性。

关键词：水声通信正交频分多址接入非正交多址接入子载波分配功率优化贪婪算法凸优化

基于IEEE802.16e的WiMAX系统物理层同步算法研究

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基于IEEE802.16e的WiMAX系统物理层同步算法研究

作者：周琳凯南京邮电大学

学位级别：硕士

随着移动通信技术的发展,人们对数据传输的速度以及多媒体业务的需求越来越高,而正交频分复用技术（OFDM）凭借其良好的抗多径干扰能力以及较高的频谱利用率受到了越来越多的关注,以这一技术作为基础的正交频分多址技术（OFDMA）继承了O... 详细信息

随着移动通信技术的发展,人们对数据传输的速度以及多媒体业务的需求越来越高,而正交频分复用技术（OFDM）凭借其良好的抗多径干扰能力以及较高的频谱利用率受到了越来越多的关注,以这一技术作为基础的正交频分多址技术（OFDMA）继承了OFDM的所有优点,同时还引入了子信道的概念,被誉为新一代无线接入技术OFDMA技术也具有自身的不足,比如对频率选择的敏感,对时间偏差的敏感等,总之,要保持OFDMA系统的优良性能就需要保持系统的高度同步。本文对基于IEEE802.16e的WiMAX系统中支持移动无线通信OFDMA系统的同步问题进行研究。首先通过建立系统模型,分析了OFDMA系统下行同步问题,推导和分析了各种偏差对OFDMA系统的影响,同时介绍了一些经典的OFDMA系统下行同步算法,并通过延长前导字的相关长度,增加不相邻前导字的相关性来对符号定时同步中的帧检测算法进行了改进,仿真结果表明,在不同的虚警概率下改进算法的帧检测率有所提高。其次对OFDMA系统上行同步问题进行了研究,通过建立系统模型分析了系统上行的多址干扰（MAI）,介绍了一种时域的时偏估计算法,并对该算法进行了改进,在考虑时偏的同时加入频偏的估算以实现对时偏和频偏的联合估计,得到一种简单的数据辅助的时偏和频偏的联合估计算法。改进算法更具一般性,可实现多用户系统中对每个用户进行单独的时偏和频偏的估计,仿真结果表明,改进算法相比于频域的时偏和频偏联合估计算法具有较低的复杂度、丢失检测率以及具有较高的检测精度,相同条件下可以容纳更多的用户,可以较好的保证系统的同步,提高系统的性能。文章最后对本文进行了总结和展望。

关键词： IEEE802.16e 正交频分多址接入时间同步频率同步多址干扰

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基于虚拟分层小区结构的小区间干扰协调方案

基于虚拟分层小区结构的小区间干扰协调方案

作者：王希栋北京邮电大学

学位级别：硕士

长期演进计划(LTE)是3GPP组织的下一代移动通信网络的标准化演进计划。目前,LTE系统使用正交频分多址接入技术(OFDMA)和多入多出技术(MIMO)以消除多径衰落和干扰造成的影响。由于在OFDMA技术中,用户信息由不同的子载波承载,因此用户受... 详细信息

长期演进计划(LTE)是3GPP组织的下一代移动通信网络的标准化演进计划。目前,LTE系统使用正交频分多址接入技术(OFDMA)和多入多出技术(MIMO)以消除多径衰落和干扰造成的影响。由于在OFDMA技术中,用户信息由不同的子载波承载,因此用户受到的小区内干扰大大减弱,用户受到的干扰主要来自邻小区。而且,位于小区边缘的用户将受到更为恶劣的邻小区干扰。在同频布网时,小区间干扰将严重降低小区的吞吐量尤其是边缘区域的吞吐量,并将导致边缘用户通信质量的下降。为了解决这一问题,3GPP LTE组织提出了小区间干扰协调技术,这项技术通过对小区的某些频率资源进行某种限制,减少本小区对相邻小区在该频率上的干扰,从而抑制小区间同频干扰,提高相邻小区在这些频率资源上的载干比以及小区的边缘数据速率和覆盖。但是,现有的小区间干扰协调方案存在小区边缘频谱利用率低和对高速移动用户支持性差的问题。因此,本文提出了基于虚拟小区分层结构的小区间干扰协调技术。该方案将小区结构虚拟为两层,分别为高速用户和低速用户服务。该方案实现了在小区边界负载不均匀和用户高速移动的情况下,提高边缘小区的频谱利用率并且支持小区用户的高移动性。本文设计并实现了LTE系统小区间干扰协调技术仿真平台。通过该平台,新方案的性能得以验证。仿真结果显示,新的方案可以提高小区边缘用户的频谱资源利用率并降低用户的资源重分配频率,提升了用户通信质量和LTE系统的整体性能。

关键词：长期演进计划正交频分多址接入小区间干扰协调虚拟分层小区

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OFDMA系统中的多业务接入控制算法

计算机工程 2012年第5期38卷 89-91页

作者：毕姣张祖凡蒋红君重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

提出一种针对分析正交频分多址接入(OFDMA)系统的改进多业务接入控制算法。OFDMA系统为用户提供一定数量的子载波进行传输,通过压缩原信道带宽或传输速率,降低原信道上的业务服务质量,从而提高小区内可使用的信道数量。仿真结果表明,与... 详细信息

提出一种针对分析正交频分多址接入(OFDMA)系统的改进多业务接入控制算法。OFDMA系统为用户提供一定数量的子载波进行传输,通过压缩原信道带宽或传输速率,降低原信道上的业务服务质量,从而提高小区内可使用的信道数量。仿真结果表明,与传统信道预留算法相比,该算法可提高信道资源利用率,降低目标小区的切换呼叫阻塞率和新呼叫阻塞率。

关键词：正交频分多址接入多业务切换呼叫阻塞率新呼叫阻塞率优先级呼叫接入控制

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无线宽带城域网中OFDMA接入技术研究

无线宽带城域网中OFDMA接入技术研究

作者：陈臣西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着现代社会对个人通信要求的不断提高，人们要求实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息高速可靠交换，宽带无线系统(BWS)非常适合个人通信发展的要求。由于BWS(broadband wireless systems)在无线宽带城域网应用... 详细信息

随着现代社会对个人通信要求的不断提高，人们要求实现任何人在任何时间、任何地点与任何人进行任何种类的信息高速可靠交换，宽带无线系统(BWS)非常适合个人通信发展的要求。由于BWS(broadband wireless systems)在无线宽带城域网应用中，受到传输环境的复杂性及传输数据质量的高要求性，易受频率选择性衰落及多径环境影响，导致系统的性能下降。多载波调制(MCM)技术是适合BWS的物理层调制技术，可以很好的解决宽带无线情况下出现的频率选择性衰落现象及简化多径衰落信道环境的均衡问题。BWS同时也依靠多址接入技术来对多用户传输的不同媒体信息进行区分。做为一种基于MCM的特殊多址接入技术，在宽带无线城域网建设中，OFDMA接入技术有着其特有的优点及广泛的发展前景。本文首先系统地介绍了OFDMA，并对OFDMA技术中不同的子载波分配机制进行了讨论，对所提出的子载波分配机制进行了比较。其次，通过对频率偏移及系统同步性对OFDMA系统误码率等性能的影响进行了研究，我们得出消除频偏及确保系统同步是确保用户子载波正交性的必要条件，是改善系统性能的重要研究课题。在原理分析之后，我仿真了频率偏移及系统同步性对OFDMA系统性能的影响。并提出了基于结构的OFDMA频偏及同步估计算法，同时对算法的优缺点进行了理论分析，在实际的工程应用中有较高的价值。

关键词：宽带无线系统多载波调制正交频分多址接入频率选择多径衰落子载波分配机制频率偏移系统同步

OFDMA无线多跳网络中基于图论的资源分配算法

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OFDMA无线多跳网络中基于图论的资源分配算法

作者：常勤西安电子科技大学

学位级别：硕士

无线多跳网络将中继站(Relay Station,RS)加入到网络建设中，不仅能够在较低成本条件下扩大基站覆盖区域，还能改善小区边缘用户通信质量，提高通信系统传输容量。另一方面，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,O... 详细信息

无线多跳网络将中继站(Relay Station,RS)加入到网络建设中，不仅能够在较低成本条件下扩大基站覆盖区域，还能改善小区边缘用户通信质量，提高通信系统传输容量。另一方面，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术已经确定为LTE通信系统链路传输的关键技术之一，它不仅能够抵抗无线通信中多径衰落引起的符号间干扰，也能提高频谱利用效率。正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)通信系统是在OFDM技术上发展而来的，它能够为用户提供一个或一组子载波资源，达到资源灵活分配的目的。因此，在通信技术高速发展的今天，在频谱资源非常宝贵的形势下，如何有效融合以上两种技术，研究OFDMA系统下的无线多跳网络资源分配是很有必要和意义的。本文首先利用图论知识对OFDMA系统下的无线多跳网络进行模拟抽象，将整个网络的业务流，节点状况等都进行了分析。然后详细介绍了经典匈牙利算法如何应用于资源分配的问题中，并在实际场景下，对匈牙利算法进行了改进，提出了多次匈牙利算法和基于相关系数的聚类资源分配算法。将这些算法应用到无线单跳网络中，进行仿真验证，表明是可行的。然后，我们把无线多跳网络中的链路模拟为地图着色里的地图区域，分析了在频率重复利用情况下，将图论里的着色原理应用到无线多跳网络的资源分配问题中，并且结合预比例匈牙利算法尝试进行最优资源分配。仿真结果显示，该方法的总体性能要优于着色结合随机分配和预比例分配。最后对这些算法进行了总结，并且分析了各自不足以及有待改进的地方。

关键词：无线多跳网络正交频分多址接入资源分配图论匈牙利算法着色原理

OFDMA系统链路质量反馈及功率控制技术研究

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OFDMA系统链路质量反馈及功率控制技术研究

作者：张哲西安电子科技大学

学位级别：硕士

正交频分多址接入(OFDMA)是新一代无线通信系统的首选技术之一。而在新一代通信系统中以更好地利用系统的资源,提高通信系统在无线衰落信道中的传输性能为背景,自适应链路传输参数调节成为近年来无线通信研究的热点之一。在无线通信系... 详细信息

正交频分多址接入(OFDMA)是新一代无线通信系统的首选技术之一。而在新一代通信系统中以更好地利用系统的资源,提高通信系统在无线衰落信道中的传输性能为背景,自适应链路传输参数调节成为近年来无线通信研究的热点之一。在无线通信系统中采用自适应传输技术,需要解决三个方面的问题,第一是接收端信道传输质量(CQI)估计,第二是信道传输质量的信息反馈,第三是发送端根据收到的反馈信息,进行链路参数自适应控制。本文从链路质量参数出发研究了反馈信息的形成以及功率控制。在链路质量参数方面,对现有参数进行总结;在链路质量反馈方面,对现有的反馈方案进行了总结,在总结的基础上,本文提出了一种新的反馈方案,该方案参数形成过程简单、运算复杂度低并且具有较高的预测精度;在功率控制方面,本文提出了一种新的功率控制方案,该方案提高功率控制的有效性,充分发挥自适应传输技术的潜力,降低干扰,提高系统传输质量和容量,大大降低系统的能耗。

关键词：正交频分多址接入链路质量信息反馈功率控制