Conception multi-couche dans les systèmes OFDMA et MIMO-OFDMA

par Naveed Ul Hassan

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Télécommunications

Sous la direction de Mohamad Assaad et de Hikmet Sari.

  • Titre traduit

    Cross layer optimization in OFDMA and MIMI-OFDMA systems


  • Résumé

    La plupart des travaux sur l’allocation adaptative des ressources dans les systèmes OFDMA et MIMO-OFDMA considère des contraintes de qualité de service extrême soit un trafic avec un délai instantané D=1soit un trafic sans délai D=∞. Il est clair que ces deux cas extrêmes ne correspondent aux types de trafic utilisés en pratique. Dans cette thèse, on considère le problème d’optimisation des ressources radio où le délai maximal de la transmission de chaque paquet est dans l’intervalle 1<D<∞. D'abord on suppose que la distribution du canal et de l’arrivée des paquets est connue. Dans ce cas, on montre qu’il est possible d’atteindre un délai strict de chaque paquet. Notre approche permet de respecter un délai strict par paquet avec un taux de drop de paquets très faible. Encore on s’attaque au problème d’allocation de ressources dans un contexte multi service OFDMA où la distribution de l’arrivée des paquets ainsi que celle de la variation du canal sont inconnues. On formule ce problème comme étant un contrôle de file. On développe un contrôleur H∞ pour réguler l’état du buffer. Dans le contexte MIMO-OFDMA on considère d’abord le problème d’allocation de ressources et de beamforming multicellulaire. En utilisant la dualité uplink/downlink on obtient le solution qui permet d’atteindre l’optimum global du système. La solution optimale dans le contexte mono cellulaire peut être obtenue comme un cas spécial du problème multi cellulaire. Car la complexité de l'algorithme optimal est énorme, on développe une solution ayant une complexité réduite basée sur la technique de Zero Forcing. La performance de cette solution est inférieure avec moins de complexité.


  • Résumé

    The majority of the work on dynamic resource allocation in OFDMA and MIMO-OFDMA systems either consider delay sensitive traffic where packet delay constraints are D=1 or the delay tolerant traffic with D=∞. These are two extreme cases and does not exist in practice because the delay constraints of all the practical service types are in the range of 1<D<∞. In this thesis, we consider resource allocation problems in this range of packet delay constraints. We first consider the problem where we assume that the statistical information about the channel and packet arrival process is available. In this case we prove that it is possible to attain hard delay constraints of all the packets. Our developed algorithm achieves the strict delay constraints with minimum packet drop rate. We then consider the same problem by assuming that the statistical information about channel and packet arrival process is not available. In this case we model the problem as a discrete time linear dynamic system and develop an H∞ controller to regulate the users queues. We then consider resource allocation problem for multicell MIMO-OFDMA system. By using uplink/downlink duality we attain the global optimal for this problem. The algorithm for single cell case can be obtained as a special case of the multicell problem. Since the complexity of this algorithm is huge we develop a reduced complexity Beamforming and resource allocation algorithm based on Zero Forcing beamforming technique. This algorithm has reduced performance however, the complexity reduction is huge and this algorithm can be used in practical systems.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XXII-125 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 119-125

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2010)22
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