WiMAX系统功率控制方法研究.pdf

西安电子科技大学 硕士学位论文 wimax系统功率控制方法研究 姓名：龚园园 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：田红心 20080101 摘要 基于i e e e8 0 2 1 6 e 协议的移动w i m a x ( 微波接入全球互通) 以o f d m a ( j ! 交 频分复用多址接入) 和m i m o ( 多输入多输出) 为核心技术，在新一代无线通信系统 中占有重要的地位。 w i m a x 系统采用频率复用技术来扩大系统容量，对于频率复用因子为1 的 w i m a x 组网方式，所有扇区工作在相同的频率，不同扇区之间会存在严重的同频 干扰。功率控制技术能节省w i m a x 系统发射端功率、抑制w i m a x 系统中同频 干扰。 本文通过w i m a x 静态系统仿真平台来评估w i m a x 功率控制的性能，主要工 作和研究成果有： 1 使用m a t l a b 仿真软件搭建了w i m a x 静态系统仿真平台，对其中影响 功率控制评估的主要模块进行了设计； 2 为了在静态仿真平台中对功率控制的作用进行评估，使用了功率控制迭 代的方法，对上行链路功率控制在w i m a x 系统中的作用进行仿真； 3 仿真分析目前已有的上行链路功率控制算法，在此基础上，提出了一种 优化选择目标信干噪比( s i n r ) 的上行链路功率控制方法，仿真结果表明： 本文提出的算法有效地降低了w i m a x 系统的干扰水平，在保证覆盖效率 的同时提高了w i m a x 系统的吞吐量； 4 基于w i m a x 下行链路功率控制的特点，对w i m a x 下行链路功率控制性 能进行了仿真。 关键词：w i m a xi e e e8 0 2 1 6系统仿真功率控制 a b s t r a c t w i m a x ( w o r l di n t e r o p e r a b i l i t yf o rm i c r o w a v ea c c e s s ) ，b a s e d0 1 1t h ei e e e 8 0 2 1 6s t a n d a r ds u i t e ，a d o p t st h et e c h n o l o g i e so fo f d m a ( o r t h o g o n a lf r e q u e n c y d i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) a n dm i m o ( m u l t i p l ei n p u tm u l t i p l eo u t p u t ) ，a n dp l a y sa n i m p o r t a n tr o l ei nt h en e x tg e n e r a t i o no f c o m m u n i c a t i o n w i t ht h el i m i t a t i o no ff r e q u e n c yr e s o u r c e s ，t h ef r e q u e n c yf a c t o ro fs o m eo ft h e w i m a xs y s t e mi s1 s ot h e r ei ss e r i o u sc o c h n n n e i n t e r f e r e n c eb e t w e e nd i f f e r e n t s e c t o r s 。t h et e c h n i q u eo fp o w e rc o n t r o lo ft h ew i m a xc a l ls a v et h ep o w e ro ft h e t r a n s m i t t e ra n dr e s t r a i nt h ec o c h a n n e li n t e r f e r e n c eo f t h es y s t e m i nt h i st h e s i sw es e tu paw i m a xs m i l es y s t e ml e v e ls i m u l a t i o np l a t f o r mb a s e d o nt h ep l a t f o r mw es t u d i e dt h ep e r f o r m a n c eo ft h ew i m a x p o w e rc o n t r 0 1 t h em a i n w o r k sw ed oa r ea sf o l l o w s ： 1 t h et h e s i ss e tu pt h ew i m a xs t a t i cs y s t e m1 e v e ls i m u l a t i o np l a t f o r mu s i n g m a t l a b ，a n dd e s i g n e dt h ei m p o r t a n tm o d u l e st h a ti n f l u e n tt h ep e r f o r m a n c e o f t h ep o w e rc o n t r 0 1 2 i no r d e rt oe v a l u a t et h ep o w e rc o n t r o lu s i n gt h ew i m a xs t a t i cs y s t e ml e v e l s i m u l a t i o n , t h i st h e s i sa d o p t e dt h ei t e r a t i v ep o w e rc o n t r 0 1 b a s e do nt h e i t e r u t i v ep o w e rc o n t r o l ，t h i st h e s i ss i m u l a t e da n da n a l y z e dt h eu p l i n kp o w e r c o n t r 0 1o f t h ew i m a x 3 b a s e do nt h es i m u l a t i o na n da n a l y s i s ，t h i st h e s i sp u tf o r w a r dan e wp o w e r c o n t r o lm e t h o dt h a td i v i d e dt h et a r g e ts i n r ( t h er a t i oo fs i g n a l t o i n t e r f e r e n c ea n dn o i s e ) i n t om o r ep a r t s t h es i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h i s m e t h o dd e c r e a s et h ei n t e r f e r e n c eo ft h ew i m a xs y s t e me f f e c t i v e l y , a n d i n c r e a s et h et h r o u g h p u tw i t h o u tt h el o s so f c o v e r a g e 4 t h i st h e s i sa l s os i m u l a t e dt h ep e r f o r m a n c eo fw i m a xd o w n l i n kp o w e r c o n t r 0 1 k e y w o r d s ：w i m a x i e e e8 0 2 1 6s y s t e ms i m u l a t i o n p o w e rc o n t r o l 西安电子科技大学 学位论文创新性声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在 导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标 注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说 明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处 本人签名：耋! 塑旦 本人承担一切的法律责任。 日期 加了弓1 1 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保 留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后 结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。( 保密的 论文在解密后遵守此规定) 本学位论文属于保密，在一年解密后适用本授权书。 本人签名：耋画! 塑 导师签名：因荭。一 日期三竺! ：三：l j 日期湖屋；fi 第一章绪论 第一章绪论 1 1 引言 随着社会信息化地不断推进及通信技术地快速发展，用户对信息业务的需求 日益丰富，以互联网业务为代表的宽带多媒体数据业务正成为网络业务发展的主 流，宽带用户的数目在全球呈现非常强势的增长势头。因此，构建宽带化、全业 务、智能化的现代通信网络已成为大势所趋。而通信网络的宽带化不仅需要拓展 广域网、城域网干线网的宽带，而且要解决好接入网的宽带问题，目前随着通讯 技术的逐渐成熟，光网络的大量应用，广域和城域主干网的建设发展呈现出良好 的趋势并颇具规模。而接入网作为新一代网络建设的投资重点，传统的接入方式 已成为新一代网络建设的瓶颈，近年来也出现了光纤接入、x d s l 4 数字用户线路1 、 以太网接入和无线接入等新兴接入来解决宽带网络的“最后一公里”问题。 近年来，在众多的宽带接入技术中，无线宽带接入技术成为最大亮点，是构 成未来通信技术的重要组成部分。无线通信技术一方面满足了用户在移动状态下 获取网络信息的强烈需求，符合当今社会人员流动性大、工作节奏紧张的发展趋 势；另一方面，无线通信技术具有网络部署迅速便捷的特点，对于缺乏线缆资源 的新兴运营商来说，无线技术是成功部署通信网络，迅速为用户提供语音和数据 服务的最佳手段。 国际电子工程师协会( t h ei n s t i t u t eo fe l e c t r i c a la n de l e c t r o n i c se n g i n e e t s i e e e ) 根据无线宽带接入网的传输距离将它们分成四类，分别是无线个域网 w p n ( w i r e l e s sp e r s o n a la r e an e t w o r k ) 、无线局域网w l a n ( w i r e l e s sl o c a la r e a n e t w o r k ) 、无线城域网w m a n ( w i r e l e s sm e t r o p o l i t a na r e an e t w o r k ) 和无线广域网 w 、张n f w i r e l e s sw i d e a r e a n e t w o r k ) 。表1 1 给出了各类接入网的各种具体技术及 它们的一些数据。其中，w i m a x ( w o r l d i n t e r o p e r a b i l i t y f o r m i c r o w a v e a c c e s s ) 技术 是作为一种新兴的w m a n 技术，以其优异的性能倍受关注。 w i m a x 系统基于8 0 2 1 6 标准，其技术定位是在城域网中实现无线环境下高 速数据接入。该技术涉及两个国际组织的工作：i e e e8 0 2 标准委员会8 0 2 1 6 工作 组和w i m a x 论坛。i e e e8 0 2 1 6t 作组是标准的制定者，w i m a x 论坛是i e e e 8 0 2 1 6 技术的推广者1 2 j 。 w i m a x 系统功率控制方法研究 表1 1 几种无线接入网技术比较 性能w p a nw l a nw m n w w a n h d ab l u ei 脚8 0 2 1 1 b 8 0 2 1 l g w c d m ac d m aw i m a x t o o t l l 2 0 0 08 0 2 1 6 e 传输速率 “ f ：一) f ；，) 。所有值中减去最小值，得到的第n 条路径的时延o 。 厂， o = z f l o o ，1 卫i 卫+ 0 5j ，”= l ，n ( 3 9 ) l 1 ， j 其中f l o o r ( x ) 是x 的整数部分，l 为采用间隔，时延顺序为f 。 f h f ，= 0 ( 见 1 8 q b5 3 1 节最后的n o t e s l 和n o t e s 2 ) 。 s t e p 5 ：确定n 条路径的每条路径的随机平均功率。非标准化的功率由式( 3 1 0 ) 给出： (1、-ros)(rf)，-。r0) 只= e “ “ 1 0 - 5 月1 0 n = ，1 ，6 ( 3 - 1 0 ) 其中善。= 1 ，6 ) 是独立同分布的高斯随机变量，标准差为口。= 3 始，它是阴影 衰落在每径功率上的随机化影响。注意功率是由非量化的信道时延确定的。平均 功率被标准化，这样所有六条路径总的归一化功率等于： d 只2 i 弓( 见 1 8 】中c i a u s e 5 3 l 最后的n o r e 3 ) ( 3 - 1 i ) j 一，= 1 1j s t e p 6 ：产生n 条路径每条路径的a o d ( 离开角) 。先产生独立同分布的零均值 高斯随机变量： 一7 7 ( 0 ，0 2 ) ，n = 1 ，( 3 1 2 ) 其中盯m d = 盯s ，的值由 1 8 中t a b l e5 1 给出，根据城区或郊区环境而 变。角度扩展a s 由s t e p 3 产生，这些变量的单位为度。顺序是 w i m a x 系统功率控制方法研究 1 。) l s i n r 0 ，降低数据突发的发射功率；如果s i n r 低于最低的调 制编码方式的接入门限，那么提高数据突发的发射功率，使m s 被接纳；如果数 据突发使用的调制编码方式不是系统支持的最高速率的调制编码方式，并且此时 发射功率有剩余，那么提高数据突发的发射功率，以使用更高阶的调制编码方式。 整个功率控制过程中，必须保证下行子帧在一个时隙内的发射功率小于最大发射 功率。 假设所有基站以 最大发射功率发 送信号计算每 个突发的s i n r 否第一次 控选代 计算每个 用户的 s i n r 比较突发s i n r 和 s i n r 0 突发使用尽可 能高的调制编码速率 b o o s t i n g 调整宪 发的发射功率和使 用的调制编码速 率 对宪发进行 b o o s t i n g 调整突发的 发射功率，调整窆发的 s l n r 和使用的调制编码 速率 图4 1 1 下行功率控制流程 图4 1 2 和表4 7 是下行在使用功率控制和不使用功率控制时的系统性能比较， 无功率控制时的s 1 n r 的c d f 曲线较平滑，原因是所有数据突发的发射功率谱密度 是相同的。使用功率控制时，下行的s i n r 的c d f 曲线由于s i n r 向离散的s i n r 0 方 向调整而变得不平滑。分析表4 7 ，系统使能下行功率控制后吞吐量较不使能功率 控制时低，但系统的覆盖概率相对于不使能功率控制的情况提高到1 0 0 ，w i m a x 下行功率控制提高了系统的覆盖性能，功率控制使数据突发被全部正确解调。 w i m a x 系统功率控制方法研究 冒 差 鬲 i z ? 矿 ： 么0 厂lo 有功率控制l , l + 无功率控制i l i ? 谚 1 矾 s i n r ( d b l 图4 1 2 下行功率控制的性能 表4 7 下行功率控制性能 l参数存在下行功率控制无下行功率控制 l吞吐量( m b p s j 7 276 i覆盖( ) 1 0 0 9 2 8 8 表4 8 1 0 - 1 误码率时，调制编码方式对应的进入门限 调制编码方式 q p s k l 4q p s k l 2q p s k 3 4 1 6 q a m1 2 6 4 q a m3 4 信干噪比036 58 5 1 3 5 ( s i n r 0 d b ) 表4 8 中，q p s k l 2 的意义为：使用q p s k 调制方式，且编码速率为l 4 。 w i m a x 系统的下行链路功率控制实际上是功率的一种分配方法，如果要达到 系统吞吐量的较大值那么就把更多的功率分给信道条件较好的m s ，而要达到系 统的公平性，则要把更多功率分配给信道条件较差的m s 。 结束语 结束语 功率控制作为种局部和异步行为，每个用户并不知道其它用户的功率调 整信息，用户功率调整异步进行，因此功率调整的标准是关键所在。对于c d m a 系统，由于相同小区或扇区的用户在整个频带上发送信号，小区内用户之间由 于远近效应导致的相互干扰是影响c d m a 系统的关键因素，此时功率调整的 标准是使每个用户达到接收端的信号强度相同，功率控制根据这一目的对发射 端的发射功率进行调整。然而对于使用0 f d m a 的u m b 、l t e 和w i m a x 系 统，c d m a 的功率控制标准不再适用，同小区或扇区内的用户在通信中占据不 同的时频资源块，同小区或扇区的用户之间因远近效应带来的相互干扰不再是 制约系统性能的主要因素，不同小区或扇区内用户的相互干扰在o f d m a 系统 中比较明显，特别对于频率复用因子为1 的o f d m a 系统，因此，o f d m a 系 统中的功率控制应该有其自身的特点，有其自身的标准。 w i m a x 系统作为一种基于o f d m a 技术的宽带无线接入网，其功率控制 的作用体现在何处，其功率控制的算法有何特点是我们需要重点研究的课题。 因为功率控制作为种影响网络性能的技术，仅评估一个发射端和接收端的链 路仿真无法反映出系统总体的性能，系统仿真因其特点，可以用来评估诸如功 率控制、调度等高级的m a c 层技术，因此我们通过搭建合理的w i m a x 系统 仿真平台来评估w i m a x 中功率控制的作用。本系统仿真平台因为用来评估功 率控制，所以对系统中的调度和业务模块等在不影响功率控制的情况下进行了 简化，着重对影响功率控制性能的模块进行了详细的设计和描述，例如阴影衰 落模块和w r a pa r o u n d 模块。 我们通过仿真分析得出结论，在系统中，把作为中尺度的阴影衰落建模为 一个固定值和建模为一个具有相关性的随机分布，对系统的性能有比较大的影 响，因此得出结论，功率控制的一个重要的作用在于补偿系统中阴影衰落带来 的性能影响，节省了发射端的发射功率。这是因为，如果阴影衰落为固定值， 那么用户受到的信道衰落主要为和距离有关的大尺度衰落，因此，在系统中处 于网络中不同位置的用户的通信质量和用户在网络中的地理位置有关，并且在 系统仿真中，这种对应关系是确定的而不是随机的，因此可以通过用户的位置 来预测用户的通信质量，从而对用户进行有针对性的功率控制算法，而随机的 阴影衰落使能后，用户的通信质量和用户的位置不再相关，因此用户功率的调 整不再是可预测的。 3 g p p 提出了o f d m a 系统中的功率控制标准实际上是指出：用户地理上 w i m a x 系统功率控制方法研究 属于小区的边缘和逻辑上属于小区的边缘是不同的，逻辑上是否属于小区的边 缘依据用户和服务小区的接收信号强度与用户和相邻小区最大接收信号强度 的差值来确定，这个差值小，说明用户逻辑上属于服务小区的边缘，对于边缘 用户使用较小的调制编码速率，达到降低发射功率和抑制边缘用户对相邻小区 的干扰的目的。本文结合3 g p p 中提到的功率控制算法并根据w i m a x 系统特 点提出了一种优化选择目标信干噪比的上行链路功率控制方法，仿真结果表 明，我们提出的功率控制算法有效地提高了系统的覆盖效率和吞吐量性能。 由于w i m a x 系统物理层帧结构的特点，w i m a x 系统对下行子帧中的突 发的发射功率可以进行调整，调整的范围和步长在i e e e8 0 2 1 6 e 协议中有明确 的规定。论文中对w i m a x 系统使能和不使能下行链路功率控制两种情况进行 了仿真对比，结果证明，w i m a x 系统的下行链路功率控制本质是功率的一种 分配方法，如果要达到系统吞吐量的较大值，那么就把更多的能量给信道较好 的用户，而要达到系统的公平性，则要把更多功率分配给信道较差的用户。 本文中的功率控制算法主要基于静态系统仿真平台，可以对更贴近实际的 动态仿真平台提供很好的借鉴作用。这方面可以结合m a c 层的调度算法，自 适应重复编码和自动混合重传请求等高级算法并且借助动态仿真平台进行更 加深入的研究，并且这些问题也是目前的一个热点。 致谢 致谢 在论文完成之际，我要向所有帮助和关心过我的老师和朋友表示由衷的感谢! 首先感谢我的老师田红心副教授，感谢老师的知遇之恩和三年来的培养，在 三年的学习和科研中，导师严谨的治学态度，渊博的知识和广阔的视野，深深的 影响了我，使我在学术领域有了长足的进步，此外，导师高尚的人格，宽广的胸 怀和平易近人的风范使我懂得了做人的道理，导师的恩情不敢忘怀，唯有今后加 倍努力工作，才能不辜负导师的期望。 感谢田斌教授对我的关心和指导，在我的课题研究过程中，给了我很多建设 性的建议。田斌老师醉心于学术，投身科研，宁静淡泊，使人肃然起敬。 非常感谢易克初教授对我的谆谆教诲。易老师学识渊博，为人谦和，给我留 下了深刻的印象。 感谢和我朝夕相处的同学张冬英、倪光华、王自保、王莎莎、安金坤、闰坤、 闫欢、刘婷婷，很高兴能和你们一起工作和学习，感谢你们对我论文的帮助和支 持。 同时还要感谢刘巧艳老师，感谢其对我论文的指导。 感谢我的朋友田丰、杨慧、王绍丽、王军虎、杨德醒。她们给了我许多及时 的帮助。 感谢我的父母，论文的完成倾注着你们的心血，你们永远是我奋斗的动力源 泉。 参考文献 4 7 参考文献 【1 】求是园w i m a x 算法结构分析与系统平台设计 d 】浙江大学硕士学位论文， 2 0 0 6 1 1 ： 2 】宋立军，王卓，毛定军w i m a x 网络规划策略研究t e l e c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y , 2 0 0 6 6 ： 3 】黄智深入浅出w i m a x ；爱立信( 中国) 通信有限公司企业刊物，2 0 0 8 1 ； 4 杨久春，陈明基于移动信道的多普勒估计的信道预测技术的上行链路功率控 制算法，广东通信技术，2 0 0 5 1 1 ： 5 】m a t t h i a sp a t z o l d m o b i l ef a d i n gc h a n n e l s j o h nw i l e y & s o n s ，l t d 2 0 0 2 ； z e k e r i y au y k a i la n dh e i k k i k o i v o ，as i g m o i d b a s sn o n l i n e a rp o w e rc o n t r o l a l g o r i t h mf o rm o b i l er a d i os y s t e m s , i e e e2 0 0 0 ； 6 】s u n g n y u ks h i n ，c h a n g s o ok o o ，d o n a l dg r i e c o ，a n d a r i e l az e i r a p a t h l o s s a i d e dc l o s e dl o o pt r a n s m i tp o w e rc o n t r o lf o r3 gu t r at d d i e e e 2 0 0 3 ； 7 】m i n y ih u a n g u p l i n kp o w e ra d j u s t i nw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n s y s t e m ：a s t o c h a s t i cc o n t r o la n a l y s i s i e e e2 0 0 4 ； 8 】c h i h h a ol i n ，f r a n ky e o n g s u n gl i n c h a n n e lr e a s s i g n m e n t , a u g m e n t a t i o na n d p o w e rc o n t r o la l g o r i t h mf o rw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o n sn e t w o r kc o n s i d e r i n g g e n e r i cs e c t o r i z a t i o na n dc h a r m e li n t e r f e r e n c e i e e e2 0 0 1 ： 【9 】9w i m a xf o r u m m o b i l ew i m a x p a r ti ：at e c h n i c a lo v e r v i e wa n dp e r f o r m a n c e e v a l u a t i o n 2 0 0 6 ，2 2 1 ，p p 2 9 5 3 ； 【10 w i m a xf o r u m m o b i l ew i m a x p a r ti i ：ac o m p a r a t i v ea n a l y s i s 2 0 0 6 ，5 ，p p 2 7 - 4 7 ； 【11 l a n n m a n s t a n d a r dc o m m i t t e e 1 e e e 8 0 2 1 6 e - 2 0 0 4 o c t2 0 0 4 ，p p 6 2 0 6 3 0 ； 1 2 l a n n m a ns t a n d a r dc o m m i t t e e i e e e 8 0 2 1 6 e - 2 0 0 5 2 8f e b2 0 0 6 ，p p 6 3 6 6 4 0 ； 1 3 鲁绍贵w i m a x 商用系统功率控制优化方案2 0 0 6 4 3 ； 1 4 j e f fz h u a n g ，l o u a yj a l l o u l ，r o b e r tn o v a k , j e o n g h op a r k d r a f ei e e e8 0 2 1 6 m e v a l u a t i o nm e t h o d o l o g yd o c u m e n t 2 0 0 7 8 2 8 ，p p 1 - 8 0 ； 【1 5 杨大成，移动传播环境机械工业出版社，2 0 0 3 8 ； 【1 6 王志w c d m a 链路预算中阴影衰落余量的计算电信工程技术与标准化， 2 0 0 6 7 ； 1 7 】孙程君，张中兆，巴勇，曹鹏志移动通信系统系统级仿真中慢衰落相关性的 w i m a x 系统功率控制方法研究 研究，通信学报v 0 1 2 3n o 8 ，2 0 0 2 8 。 1 8 3 g p pt r 2 5 9 9 6 6 1 0 s p a t i a lc h a n n e lm o d e lf o rm m os i m u l a t i o n s ，l a p 1 4 2 0 ； 【1 9 蔡敏，王伟蜂窝系统功率控制算法，控制理论与应用v o l2 3n o 1f e b2 0 0 6 ； 2 0 a n i lm r a o r e v e r s el i n kp o w e rc o n t r o lf o rm a n a g i n gi n t e r - c e l li n t e r f e r e n c ei n o r t h o g o n a lm u l t i p l ea c c e s ss y s t e m s v e h i c u l a rt e c h n o l o g yc o n f e r e n c e ，2 0 0 7 i e e e6 6 m ； 2 1 3 g p pt s g r a nw g i # 4 8 一b i s ，r 1 0 7 1 4 5 0 u p l i n kp o w e rc o n t r o lu s i n gu e g r o u p i n gf o re u t r a 2 0 0 7 ； 【2 2 汪海明，艾萨图玛拉多载波通信系统仿真中的e e s m 和m i e s m 方法电 视技术，2 0 0 6 年第1 期； 【2 3 马楠，唐恬，王莹，张平系统仿真方法与w i m a x 仿真2 0 0 7r a d i oe n g i n e e r i n g v 0 1 3 7n o 3 ： 2 4 张博，刘岚c d m a 功率控制的m a t l a b 仿真 j 】信息安全与通信保密， 2 0 0 6 4 ： 2 5 邓华m a t l a b 通信仿真及应用实例详解人民邮电出版社，2 0 0 3 ； 2 6 杨鸿文，肖璇一种基于a c k 的a m c h a r q 算法北京邮电大学学报，2 0 0 7 年4 月第2 7 卷第2 期； 研究生期间发表的论文 研究生期间发表的论文 龚园园，田红心，田丰，王绍丽 w i m a x 系统中基于网络带宽资源的功 率控制算法”西安电子科技大学2 0 0 7 年研究生学术年会通信工程学院硕 士论文集2 0 0 7 年1 0 月 wimax系统功率控制方法研究wimax系统功率控制方法研究 作者：龚园园 学位授予单位：西安电子科技大学 相似文献(9条)相似文献(9条) 1.学位论文 雷翔栋 wimax系统中的功率控制研究 2008 wimax论坛是一个由业界领先的运营商、通信部件和设备公司共同成立的组织，它推动了全球宽带无线接入的发展。功率控制技术是wimax网络性能 的关键因素之一。本论文研究wimax系统中的功率控制机制的目的是通过对公平性和中断概率等性能的改善提升wimax系统的性能。ieee 802.16协议中没 有规定详细的功率控制机制，对功率控制算法的研究尚处于起步阶段。因此，本文在分析ieee 802.16标准和wimax网络架构的基础上，研究基于wimax技 术宽带无线网络下的功率控制机制有很大的现实意义。 本文在研究wimax网络信道特性的基础上，对ieee 802.16e-2005标准中定义下行和上行功率控制进行了研究。 在下行功率控制中，为了解决系统吞吐量与用户公平性的互相矛盾的问题，提出了一种基于比例公平的下行功率控制算法。这种算法将比例公平因 子引入下行功率控制算法，保证了信道响应较差的用户也可以获得系统资源。仿真结果表明该算法既可以满足系统吞吐量的要求，又保证了用户公平性 ，提高了系统整体性能。 在上行功率控制中，通过研究比较3g系统中各种标准功率控制的特点，提出了适合wimax系统的功率控制流程和基于位置信息的上行功率控制算法。 本算法通过对小区边缘用户采取一定的功率限制，降低的系统总体干扰水平。经过仿真测试，本文提出的基于位置信息的上行功率控制算法是一种具有 较高频谱利用率，同时显著改善了系统中断概率的优秀算法。 最后对全文进行总结，分析了wimax系统中功率控制技术的发展方向。提出了分布式下行功率控制算法和跨层优化上行功率控制算法的思路。 2.期刊论文 靳铑.谭海峰.李景春 wimax系统覆盖率和吞吐量研究 -中国无线电2009(1) 由于802.16e加入了移动性,这就可能造成快衰的损耗,所以同时需要使用闭环功控来补偿衰落.本文将针对802.16e功控方式对wimax系统覆盖和吞吐 量进行分析. 3.学位论文 王婷 wcdma与wimax系统共存研究分析 2008 随着计算机和通信技术的迅猛发展，全球信息网络正在快速向以ip为基础的下一代网络演进。无线通信的宽带化，宽带通信的无线化，使得各种通 信技术之间的竞争越来越激烈。然而，任何一种无线通信技术都不可能脱离对频谱资源的依赖，频谱分配直接关系到该技术的应用效果和发展前景。而 无线电频谱资源十分有限，为了使频谱利用最优化，就必须确保在同一地理区域运行的无线通信系统同频或邻频共存时的电磁兼容性。 作为一种宽带无线接入技术wimax在2007年10月冲击3g标准成功，这样wimax就更有理由占用3g的频谱资源。在中国，适合wimax运营的主要有 2.5ghz和3.5ghz频段，3.5ghz频段主要运营的是固定卫星业务，而在2.5ghz频段的使用上，竞争异常激烈，wcdma、cdma2000和td-scdma对该频段都是势 在必得。因此，wcdma与wimax系统共存的仿真研究对于3g频段的配置有着非常重要的参考价值。 本文主要针对wimax与wcdma系统在2.5g频段上邻频共存，两系统基站共址以及相隔一定距离情况下，利用静态蒙特卡罗方法，采用宏蜂窝场景，进 行仿真研究，得出两系统共存所需的acir的隔离值；同时，通过对wimax上行链路进行功率控制，分析比较功率控制在系统共存情况下对wimax系统频谱 效率以及wcdma系统的影响。 我们从仿真中得到了以下结论。其一：两系统共存的情况下，当两系统基站之间距离为0时，基站与基站之间的干扰最大，从而为减小两系统互相之 间干扰所需要的acir值较大。其二：在wimax系统上行采用功率控制时，能够减小wimax系统自身的干扰，也保证了两系统共存时，对wcdma系统的干扰较 小。在wimax系统每扇区用户数增大的情况下，对wcdma系统的干扰将会增大，所需的acir值也将相应变大。 本文的仿真结果对于wcdma和wimax实际推广和商业化具有十分重要的参考价值。 4.学位论文 张迎新 无线通信系统中的功率控制技术研究 2007 功率控制是一种无线资源管理技术，在无线通信系统中增加系统容量、减小干扰以及节约终端能量等方面起着非常重要的作用。论文介绍了无线通 信系统中功率控制技术的各种算法与实现方法，分析了功率控制技术对系统性能的影响。本论文主要对wimax系统中的功率分配与自适应调制与编码技术 作了深入地分析与研究。论文主要分三部分：无线信道概述、功率控制的各种算法及其实现方法以及wimax系统中自适应技术的研究。论文的主要贡献如 下： 功率控制与自适应技术的实现在很大程度上与无线信道的变化有关，所以论文首先总结并分析了无线信道的特性，并对其仿真模型作了详细地介绍 与分析。 功率控制作为一种重要的无线资源管理技术，在无线通信系统中占有重要地位，一直以来许多人对他进行了研究，并提出了各种各样的算法，例如 集中式功率控制与分布式功率控制、开环功率控制与闭环功率控制等，论文对各种功率控制技术算法进行了总结与分析。 wimax技术是一种宽带无线接入技术，在传输速率与传输距离方面有很大的优势，近几年受到业界人士的重视。论文在第5章针对wimax系统中的自适 应技术在实现复杂度以及对误码率、频谱利用率等方面作了较为深入地研究与分析，提出了一种易于wimax系统实现的自适应技术。 论文最后作了总结，并对下一步的研究提出了自己的看法。 5.期刊论文 李佳树.何加铭.张青波.黄珊.li jia-shu.he jia-ming.zhang qing-bo.huang shan 一种wimax上行可 变步长功率的控制算法 -宁波大学学报（理工版）2009,22(4) 功率控制技术是无线通信系统需实现的关键技术.根据ieee802.16协议要求和wimax系统同频干扰特性,wimax系统上行链路需要一种合理的功率控制 算法.因此,通过改进传统闭环功率控制算法,使得算法中功率控制步长可根据上行链路信道质量而改变,并由此得到一种应用于wimax系统上行链路的可变 步长功率控制算法.最后通过仿真对比得到算法收敛因子的合理取值,验证了可变步长功率控制算法可有效提高功率控制精度和收敛速度. 6.学位论文 侯良伟 宽带无线通信系统中的功率控制技术研究 2009 无线城域网(ieee802.16)标准是一种高带宽、低投入、且覆盖范围广的无线通信技术，在宽带无线接入市场具有重要的应用前景。功率控制是一种 无线资源管理技术，在无线城域网系统中，采用功率控制技术可以降低无线系统的同频道干扰并节约终端能量，从而增加系统容量，在无线通信系统中 起着非常重要的作用。如何将功率控制技术应用于无线城域网，同时在一定复杂度的情况下使功率控制技术发挥最大的作用，是无线城域网中的重要研 究课题。 针对上述情况，论文主要有以下工作： 在理解无线通信系统中功率控制技术各种算法与准则的基础上，分析了每种算法的特点和对系统性能的影响，指出了影响功率控制性能的因素。 对wimax系统功率控制机制中的上行开环、上行闭环功率控制算法进行了总结和深入研究。综合考虑两种算法的优缺点，针对提高精确度、降低时延 这一优化目标，得出一种实用的上行开环/闭环相结合的功率控制算法。该算法先通过上行开环功率控制对发射功率进行粗略的调整，然后通过更精确的 闭环功率控制来补偿。仿真分析表明，在一定的误码率和时延的条件下，该算法明显降低了发射功率，有更优的性能。 针对ofdm系统中各个子信道具有不同程度衰落的特点，结合自适应调制编码和自适应功率分配技术对传统的功率控制算法进行了改进。算法根据每个 子信道的信噪比自适应的改变调制编码方式和初始化功率分配，通过调整调制编码和初始化功率分配方案而不是调整发射功率的方法来降低信道间的干 扰。 基于系统数据速率和自适应调制编码方式的平均差错率的条件下，将调制编码方式的信噪比门限值和系统性能所需的目标信噪比分别与接收信噪比相 比较来判断调制编码方式和功率控制命令。仿真表明该算法降低了系统发送功率，从而减小能量损耗和对其他链路或小区的干扰。最后分析并仿真了基 于自适应功率分配的功率控制算法，实现了在最小化发射功率的条件下，降低系统的误码率并最大限度地提高频谱利用率