移动组播系统中的无线资源分配算法研究

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随着通信技术的不断发展,特别是多媒体应用需求的增加,采用OFDM/MIMO技术的移动组播系统能够更好地缓解未来通信系统所要求的高数据速率和日益紧张的无线资源之间的矛盾,在现代通信中发挥越来越重要的作用。组播系统中的无线资源分配是提高组播系统性能的关键所在。本文对移动组播系统中的无线资源分配算法进行一些研究,主要贡献有以下四点。 ①提出一种适用于单频蜂窝网的最优功率分配方案,建立基站协调功率分配的线性规划模型;用单纯形法求解该问题;分析小区数为2时用户的分布对功率分配的影响,离用户近的基站应尽可能多得分配功率;通过数值仿真比较所提功率分配方案与固定功率分配方案,从而验证所提功率分配方案的优势; ②针对支持多业务传输的单小区OFDM组播系统,同时考虑数据链路层的队列状态信息(QSI)和物理层的信道状态信息(CSI),定义系数吞吐量系数和系统公平性系数,建立功率跨层分配的连续速率集模型和离散速率集模型;对于连续速率集模型,通过理论推导给出最优功率分配算法--广义注水算法;对于离散速率集模型,利用改进遗传算法进行跨层功率分配;最后通过数值仿真验证了所提功率分配算法的性能; ③针对支持多业务传输的多小区OFDM组播系统,建立组播系统多小区多业务功率分配的最优化模型;引入非合作博弈的方法求解该模型;选取两类重要的效用函数一一指数型效用函数和系统吞吐量效用函数,针对这两类效用函数分别提出SBPA算法和MTBPA算法,最后通过数值仿真验证算法的性能; ④针对单小区分布式天线系统天线间功率协调分配问题,建立天线功率协调分配的线性规划模型和基于离散速率集的跨层优化模型;给出求解线性规划模型的改进单纯形算法;分析移动用户分布对功率分配的影响;利用改进粒子群算法进行跨层功率分配;通过数值仿真验证所提功率分配算法的性能优势。
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