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《天津大学》 2007年
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IEEE 802.16e OFDM系统MAC层调度和资源管理研究

董国军  
【摘要】: 近年来,随着移动通信的快速发展和无线宽带接入的迫切需要,IEEE 802.16e快速登台亮相。但是,相对其比较成熟的市场环境,IEEE 802.16e标准尚存在诸多技术问题,其中包括MAC层调度和资源管理。MAC层调度和资源管理是服务基站(BS)对可分配传输资源进行有效管理的调度操作,涉及调度服务、动态频率选择、休眠模式和越区切换等操作。IEEE 802.16e标准只定义了MAC层调度和资源管理的功能模块以及各模块的基本内容和实施原则,并没有提出具体的可操作方案或实施算法。因此,对于MAC层调度和资源管理的研究,特别是在提高系统资源利用率和支持终端移动性方面,具有非常重要的现实意义和实用价值。 本文首先研究了调度服务算法对可分配传输资源的有效管理。基于PF(Proportional Fairness)调度算法,提出了非实时、实时和综合调度服务优化算法;根据资源分配单元的不同将非实时和综合调度服务算法分别区分为基于OFDM符号(Symbol)和子信道(Subchannel)的算法;通过对实时业务的数学建模,提出了一种调度服务类型:irtPS(优化的实时查询调度)。仿真结果显示,这些优化算法满足了各种调度服务类型的QoS要求,以短时间不公平为代价保证了长时间公平,并在兼顾公平的前提下实现了系统资源利用率的最大化。 其次,研究了动态频率选择方案对可分配传输资源容量的影响。提出了一种优化的动态频率选择方案,该方案是对资源分配单元和调度信息传递在子信道域、调制编码域和子载波域的三维选择。仿真结果显示,当IEEE 802.16e OFDM系统工作在非许可频段时,引入该优化方案后,BER性能和系统容量较引入前均有所改善,但BER性能的改善也以牺牲一定的系统容量为代价。 再次,研究了移动终端(MS)通过休眠模式来减少其对可分配传输资源的占用。提出了最大化休眠模式能量节省效率的方法,以减少移动终端对空中接口资源的占用,从而提高系统资源的利用率。并对两种休眠模式状态进行了数学建模:单个功率节省类型I和多个功率节省类型组合。数学分析结果显示,基于最佳的休眠模式时间参数设置,可以最大化休眠模式的能量节省效率。 最后,研究了越区切换对MAC层调度和资源管理的影响。为了最大化系统资源利用率,提出了基于不同的调度服务类型选择越区切换机制的方案,该方案在满足调度服务延时性能的基础上,最小化越区切换相关的MAC层开销。仿真结果显示,越区切换延时性能的改善是以一定的MAC层开销为代价,在满足调度服务延时性能基础上,可以选择MAC层开销较小的越区切换机制。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TN929.5

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