Algorithmes d'allocation de ressources en OFDM multi-utilisateurs sous contraintes de qualité de service

par Ayman Alsawah

Thèse de doctorat en Sciences et technologies de l'information et de la communication

Sous la direction de Inbar Fijalkow.

Soutenue en 2008

à Cergy-Pontoise .


  • Résumé

    Cette thèse considère les problèmes d'allocation de ressources en OFDM multi-utilisateurs avec diverses types de contraintes de qualité de service (QoS) adaptées à plusieurs contextes applicatifs. L'objectif est de proposer des algorithmes pratiques pour la liaison descendante basés sur une connaissance partielle des canaux. Nous considérons pour commencer la question du partage optimal de sous-porteuses entre les utilisateurs d'une cellule sous contraintes de QoS hétérogènes. Nous permettons à plusieurs utilisateurs de partager la même sous-porteuse créant ainsi de l'interférence multi-utilisateurs sur chaque sous-porteuse. Nous montrons l'optimalité, vis-à-vis de la somme pondérée de débits, d'un partage orthogonal du type OFDMA assorti d'une allocation appropriée de puissance. Nous généralisons aussi l'optimalité de l'OFDMA à d'autres mesures de performance telles que le débit commun, les débits proportionnels, etc. Nous considérons en suite une liaison OFDMA descendante d'une cellule et nous mettons l'accent sur l'équité en QoS. Notre approche exploite la connaissance du canal moyen de chaque utilisateur et de la charge du système. Nous décrivons l'allocation optimale de sous-porteuses et de modulations maximisant le débit utilisateur tout en caractérisant les probabilités de coupure soumises à des valeurs maximales cibles. Enfin, nous considérons le cas multi-cellules et nous utilisons la technique de ré-utilisation fractionnelle de sous-porteuses afin de gérer les interférences entre-cellules et d'améliorer l'efficacité spectrale. Dans ce contexte, nous proposons une solution d'allocation de bande et de station de base garantissant la meilleure QoS équitable étant donnée la connaissance des canaux moyens.

  • Titre traduit

    Resource allocation algorythms in multi-user OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) under quality of sservice constraints


  • Résumé

    We consider in this thesis the resource allocation problems in multi-user OFDM downlink systems under various Quality of service (QoS) constraints. Our goal is to propose practical solutions given partial channel-state information (CSI). We first look for the optimal subcarrier sharing in a single cell subject to differentiated QoS constraints among users. Although users are allowed to share the same subcarrier simultaneously, we prove that an orthogonal sharing (an OFDMA scheme), along with an appropriate power allocation, maximizes the weighted sum-rate. Then, we generalize OFDMA optimality to other performance criteria such as the common rate, the proportional rates, etc. Assuming an OFDMA downlink, we focus on QoS fairness by first considering the single cell case. We assume also a partial CSI consisting in the average channel gain for each user. Thus, we describe the optimal subcarrier and rate allocation that maximizes a common user rate under bounded outage probabilities. Finally, we consider the multi-cell case and we propose to use the frequency reuse partitioning as an inter-cell interference mitigation technique. Under realistic QoS fairness constraints and partial CSI, we provide a practical solution for subcarrier, base station and rate allocation that allows us to maximize the user data rate.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (122 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.119-122. Index

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  • Bibliothèque : Université de Cergy-Pontoise. Bibliothèque universitaire. Site de Neuville.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS CERG 2008 ALS
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