分布式无线通信系统中无线资源管理关键技术研究

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DWCS是突破了传统蜂窝结构的一种全新通信系统。它采用分布式天线和分布式处理结构,以用户为中心,同时和多根天线进行通信,与现有的蜂窝系统相比具有巨大的容量优势。 本论文主要工作是在DWCS系统无线资源管理技术方面展开的,具体如下:1.在码分多址前提下推导了DWCS系统的下行链路的平均容量公式。对于来自多天线的相关信号的功率计算部分进行了详细的推导和仿真。在信干比要求为-4.8dB,每根天线单个时隙20个码情况下采用了注水功率分配算法,得到了系统的用户容量曲线。仿真表明:采用四根天线系统所容纳的平均用户数接近于单天线时的2.5倍。 2.提出了总功率可变的最大比发送功率分配方案,依据用户数的最大比分配方案,依据天线功率的最大比分配方案,依据门限的最大比分配方案和依据门限和天线功率的最大比分配方案等五种功率分配算法。对这几种算法的仿真表明:依据用户数的最大比分配方案和依据天线功率的最大比分配方案由于考虑到每个天线负载情况,使得天线的功率得到一定的平衡,性能有一定的提高;而依据门限的方案当门限值设定合适时,在系统性能几乎没有下降的情况下,可以节省一半的天线资源;依据门限和天线功率的最大比分配方案结合了依据门限方案和依据天线功率方案的优势之后即使得性能获得了提高又节省了天线资源。 3.提出了应用于DWCS系统中基于信道交换的动态信道分配方案。这种方案通过调整用户的信道,解决了分布式无线系统中由于用户位置和到达的随机性所造成了信道利用率比较低的问题,提高了信道利用率。通过仿真分析,证实了提出的方案无论在各个区域用户数相同还是不同都能够有效地增加用户数,在信干比要求为-10dB时,与随机动态信道分配方案相比,最大可以使得系统接纳的用户数提高1倍以上。在基于信道交换的动态信道分配方案基础上,还提出了调整多用户和两步整合的两种改进方案,仿真证实两种改进方案的性能在基于信道交换分配方案的基础上有了进一步的提高。文章也对算法复杂度进行了分析。由于在DWCS系统中采用分布式处理,使得复杂度大的计算成为可能。 4.提出了TDD模式下的位置信息辅助动态信道分配方案。首先讨论了传统蜂窝小区下的位置信息辅助动态信道分配方案,仿真结果显示:所提出方案在避免掉线方面表现出卓越的性能。然后重点讨论了DWCS系统中选择两根天线和选择四根天线情况下的位置信息辅助动态信道分配方案,通过仿真得出:在DWCS系统中,多根天线的信道选择本身带来了空间上的分隔,不会像蜂窝系统产生严重的掉线,但是由于阴影衰落的存在,因此也需要对MS-MS的干扰采取一些措施,位置信息辅助方案仍然在避免掉线方面有较好的性能。由于用户的位置信息系统能够很容易获得,因此具有很强的实用价值。
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