多媒体通信中多带UWB动态资源分配研究

论文摘要

随着科学技术的进步，人们进行日常通信的方式正在逐渐地从有线向无线过渡，而传递信息的媒体也已经从简单的文本和语音发展到图像、视频等多种形式，类似DVD播放器、数字摄像机、数码相机、MP3播放器等家庭娱乐设施迅速进入家庭。多媒体信号由于包含了大量的信息，在为人类带来方便的同时，也给无线通信技术领域带来了更多的挑战：因为在传输过程中需要的带宽大幅增加，所以要求更高的带宽和传输速率。 作为无线个域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)中重要的一种物理层标准提案，多带超宽带系统主要面向家庭和办公室等近距离高速无线多媒体应用，其传输速率最高可以达到480Mb／s。而在多媒体技术飞速发展的今天，这对于解决人们在带宽和数据传输速率方面越来越高的需求无疑具有相当的吸引力。由于超宽带系统的功率和实现复杂度被严格限制，所以研究如何有效地对其用户副载波(子信道)、功率和比特等资源的分配具有尤为重要的意义。 本文结合了无线个域网高速环境下多用户多带超宽带系统的特点，对其资源分配和优化问题展开了研究。论文的主要内容和创新之处包括： (1)首先从技术发展的角度，回顾了前人在无线通信领域以及资源分配与优化方面所做的工作，并总结探讨了当前研究所采用的方法以及会面临的问题，进而提出本论文的主要研究内容。 (2)结合多带超宽带系统所采用的跳频技术的特点，对时频码模型进行了改进，该时频码模型把同一带组中的几个子带放入同一个帧中，用户的资源分配可以在同一个帧的任意一个副载波上进行。 (3)提出了一种两步的用户副载波和功率分配方案，可以把原始的联合副载波和功率分配问题从一种混合整数非线性规划模型变为一种线性规划模型，从而把时间复杂度从变量的指数函数降低为多项式函数。与现有的次优方案相比，可以在相同的复杂度下取得更好的性能。同时在对线性规划求解的过程中，为了寻求一个更好的初始BFS，还提出了一种初始解搜索算法，可以提高算法的收敛速度。 (4)分别提出了在多用户分簇系统模型下的联合副载波、功率分配方案和联合副载波、功率、比特分配方案。与未分簇系统相比，所提出的方案在分簇系统模型上进行的

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• §1.1 研究背景与意义
• §1.2 国内外研究现状
• §1.3 MB-OFDM系统基础
• §1.3.1 MB-OFDM系统模型
• §1.3.2 MB-OFDM系统信道模型
• §1.4 论文组织结构
• 参考文献
• 第二章 OFDM系统的资源分配
• §2.1 信道状态信息
• §2.2 OFDM系统资源分配研究现状
• §2.3 几种不同准则下的分配
• §2.3.1 最大化容量（单用户）
• §2.3.2 最大化容量（多用户）
• §2.3.3 联合用户、比特、功率分配
• §2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 准最优动态资源分配
• §3.1 系统模型
• §3.1.1 改进的TFC模型
• §3.1.2 问题描述
• §3.2 准最优动态资源分配算法
• §3.2.1 SNR分配
• §3.2.2 副载波分配
• §3.2.3 线性规划求解
• §3.2.4 初始解搜索算法
• §3.2.5 联合副载波与SNR分配算法
• §3.3 复杂度分析
• §3.4 仿真结果与讨论
• §3.4.1 所提算法与GAMS求出的解的比较
• §3.4.2 与现有方法的比较
• §3.4.3 更好的初始BFS对算法运算复杂度的影响
• §3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 分簇系统动态资源分配
• §4.1 分簇MB-OFDM系统
• §4.2 问题描述
• §4.3 问题求解
• §4.3.1 SNR分配
• §4.3.2 簇分配
• §4.3.3 联合功率和簇分配算法
• §4.4 复杂度分析
• §4.5 仿真结果与讨论
• §4.5.1 簇的大小对算法复杂度的影响
• §4.5.2 簇的大小对系统性能的影响
• §4.5.3 用户个数对系统性能的影响
• §4.5.4 与等簇SNR分配方案的性能比较
• §4.6 本章小结
• 参考文献
• 第五章 多用户自适应调制
• §5.1 问题描述
• §5.2 问题求解
• §5.2.1 问题的转化
• §5.2.2 Simplex求解
• §5.3 复杂度分析
• §5.4 仿真结果与讨论
• §5.4.1 簇的大小对系统性能的影响
• §5.4.2 与Liang所提出的方法的比较
• §5.5 本章小结
• 参考文献
• 第六章 论文总结
• §6.1 论文的主要工作
• §6.2 进一步工作展望
• 英文缩写列表
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文