毫米波通信中链路调度算法的研究

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随着移动数据流量在未来几年的显著增长,60GHz毫米波(mm-wave)通信在高吞吐量网络中显示出巨大的潜力,可以满足这一需求。60GHz无线通信中的定向传输推动了空间共享研究(SPSH)。IEEE 802.11ad作为一种被广泛认可的60GHz系统协议,支持网络内的空间共享。此外,不同的网络是在网络非重叠时段进行传输,以减轻网络间干扰,这在实际系统中很难应用,例如流量负载较重的时刻。然而,在IEEE 802.11ad标准中,没有用于空间共享的特定机制以及网络之间的干扰抑制。因此,本文研究IEEE802.11ad无线局域网(WLAN)中的网络间空间共享策略。首先,本文以IEEE 802.11ad标准为基础,建立整体系统框架,从信道接入、波束赋形及信道测量等关键技术分析现有空间复用机制,考虑到干扰的累积效应,将信干噪比SNR作为链路共存的判决条件,并且采用有效的链路调度方案,进一步提高空间复用的增益。其次,仿真分析了两种链路调度方案。一是基于IEEE 802.11ad标准的多个同频道PBSS之间的干扰抑制的空间共享策略,二是基于波束赋形信息的毫米波WLAN并发传输的新型链路调度方案。与经典空间复用算法进行了对比和性能分析,仿真结果表明,研究的链路调度方案表现良好,实现了较高的空间复用增益。最后,在已有有限反馈算法采用自适应门限反馈和幅值量化的基础上,研究了基于Givens变换量化的有限反馈调度算法。相比于已有算法简单的将信道系数值按幅度进行量化,本文提出的算法将等效信道向量转化为极坐标,反馈旋转角度和向量模值,这样减少了波束赋形权重值和幅值的反馈比特数。最后调度中心基于启发式的思想来调度信道资源,通过寻找用于调度问题的最大可行集,实现链路调度的最优解。应用此方案可以有效减少数据反馈开销并提高性能。
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