超高速无线局域网中的自适应传输技术及干扰解决方案研究

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随着移动互联网和移动智能终端的迅速发展,人们对未来通信提出了更高速率传输的要求,而无线局域网(WLAN)作为一支具有短距离覆盖和高速率传输特点的通信网络在未来通信系统中扮演着至关重要的角色。IEEE802.11ac协议和以新岸线公司为首的组织制订的增强型超高速无线局域网(EUHT)协议的物理层链路中都采用了正交频分复用(OFDM)、多用户多输入多输出(MU-MIMO)等技术,极大地提高了无线局域网系统的频率利用率和吞吐率,为更高的数据速率传输提供了保障。  由于WLAN信道环境的时变性,在实际通信中需要通过自适应传输技术来保障链路的性能和吞吐率。此外,WLAN中多用户传输时用户独占具有频率选择性衰落的所有信道带宽,因此WLAN中的用户调度算法需要从整体带宽的角度进行设计。而随着WLAN热点越来越多,WLAN中相邻基本服务集(BSS)中重叠部分的干扰也日益严重。本文将研究WLAN下行链路中的链路自适应传输技术和多用户调度技术,同时还将研究WLAN中重叠BSS(OBSS)内的干扰解决方法。  首先介绍了WLAN系统的信道环境及信道建模方法,并给出了EUHT协议中MAC层相关的随机信道接入方式和竞争资源请求方式以及PHY层相关的物理帧工作方式和调制编码方案,为后续的研究奠定了基础。  其次研究了超高速WLAN中的链路自适应传输技术。在深入研究EUHT协议中自适应传输相关协议的基础上得出了自适应调制编码(AMC)技术在EUHT系统中的适用性,然后重点研究了AMC技术中的三个关键技术:子载波信干噪比(SINR)计算、等效SINR计算和判决区间的设置。在此基础上将AMC技术应用到EUHT下行传输链路中,并研究了指数等效SINR计算(EESM)方法中的参数优化问题,仿真结果表明采用AMC技术可以使EUHT系统的吞吐率达到1Gbps以上。  再次研究了超高速WLAN中下行多载波多用户调度算法。针对WLAN中用户独占所有带宽的特点,提出了基于单载波调度的多载波用户调度算法和基于整体带宽的多载波用户调度算法,并提出了一种基于半正交化的改进多载波用户调度算法。仿真结果表明,所研究的多载波用户调度算法在WLAN下行通信链路中能取得较高的频谱利用率性能且优于随机调度算法。  最后研究了超高速WLAN中OBSS内的干扰解决方法。研究了多点协作(CoMP)技术在EUHT中的适用性,并针对CoMP技术中联合传输和协作传输的场景提出了一种多小区多用户下行鲁棒性波束设计方法,仿真结果表明在发送端仅有非理想信道状态信息(CSI)时所提出的鲁棒性波束设计方法能明显地抑制和速率性能的损失。同时,提出了一种针对EUHT系统的空分干扰抑制方案,仿真结果表明所提方案能显著提高OBSS内用户的平均速率性能。
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