Accès multiple OFDMA pour les systèmes cellulaires post 3G : allocation de ressources et ordonnancement
Institution:
Paris,ENSTDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
The thesis deals with radio resource allocation in wireless metropolitan area networks based on OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Several applications for wireless networks demand high data rates. OFDMA is a multiple access technique based on OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). It takes advantage of multiuser diversity and enables high data rates. The first part of the thesis considers subcarrier and power allocation. In a single cell network, an algorithm is proposed to maximize the cell data rate with ensuring individual rates to users (Rate adaptive optimization). Data rates are ontained under subchannelization and compared to data rates obtained under individual subcarrier allocation. In a multicell network, a new algorithm using a dynamic frequency reuse factor is described. In a second part, scheduling is studied. The main goal is to provide delay guaranties to real time flows, maximize throughput of non real time flows while insuring proportional fairness to the flows. GPS (Global Processor Sharing) extensions are examined. Two algorithms derived from the WFS ( Wireless Fair Service) are defined. Performances are characterized and compared to existing algorithms in OFDMA. One of them, the OWFS (Opportunist Wireless Fair Service) algorithm is shown to maximize the data rate of non real time flows. Besides, thanks to the delay weight parameter, it is also possible to maintain a satisfying drop rate for real time flows.
Abstract FR:
Cette thèse s'intéresse à l'allocation de ressources des réseaux WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks) utilisant l'OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Les applications récentes destinées aux réseaux sans fils requièrent des débits importants. L'OFDMA, technique d'accès multiple basée sur l'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), permet d'obtenir des débits élevés grâce à la diversité multiutilisateur. Dans une première partie, l'allocation de ressources est considérée au niveau de la couche physique (affectation des fréquences et de la puissance). Dans un contexte monocellulaire, un algorithme est proposé afin de maximiser le débit de la cellule tout en assurant des débits individuels aux utilisateurs (Rate-Adaptive Optimization). L'impact de la sous-canalisation sur le débit global est analysé. Puis, un algorithme est proposé dans un contexte multicellulaire pour adapter dynamiquement le facteur de réutilisation fréquentiel. Dans une deuxième partie, l'ordonnancement est traité. L'objectif est de garantir les délais du trafic en temps réel, de maximiser le débit du trafic non temps réel tout en assurant une équité proportionnelle entre les flux. Pour cela, les extensions du GPS ( Global Processor Sharing) sont étudiées. Deux algorithmes, extensions du WFS (Wireless Fair Service) pour l'OFDMA, sont proposés. Leurs performances sont comparées au WFS et aux algorithmes existants en OFDMA. Une des propositions, l'OWFS (Opportunist WFS) est particulièrement adaptée pour maximiser le débit du trafic non temps réel et comporte un paramètre, le poids de délai, qui permet de maintenir un taux de pertes acceptable pour le trafic temps réel.