多用户OFDM系统动态资源分配算法的研究及其应用

论文摘要

本文主要研究了多用户OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing , OFDM)系统的动态资源分配问题。首先介绍了正交频分复用的基本原理和认知无线电技术。其次研究了自适应OFDM系统的功率分配及自适应调制算法。在此基础上,提出了一种新的多用户OFDM系统动态资源分配策略,该算法根据用户的实时信道状态和传输速率要求,合理的选择用户的接入时刻,从时频二维空间去优化系统。仿真结果表明该算法在不增加算法复杂度的前提下,既保证了用户的公平性又有效的提高了频谱效率。此外本文还研究了基于802.22WRAN的跨层资源调度策略。根据IEEE 802.22 WRAN协议草案物理层的相关定义和MAC层定义的QoS机制,提出了一种基于WRAN的跨层资源调度策略,该算法结合物理层的实时信道状态和MAC层的服务质量要求,进行自适应的跨层资源调度,仿真结果表明该算法在保证用户服务质量的基础上,提高了系统容量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 OFDM 技术的发展概况
• 1.3 OFDM 系统中的自适应技术
• 1.4 基于认知无线电的IEEE 802.22 协议草案
• 1.5 本文主要工作及章节安排
• 第二章 OFDM 基本理论以及自适应功率分配
• 2.1 OFDM 基本原理
• 2.1.1 OFDM 的基本原理
• 2.1.2 OFDM 的IFFT/FFT 实现
• 2.1.3 添加循环前缀
• 2.2 OFDM 系统中的自适应功率分配
• 2.2.1 自适应功率分配的理论基础——注水定理
• 2.2.2 自适应OFDM 系统及实现
• 2.2.3 OFDM 系统自适应功率分配的优化目标
• 2.2.4 OFDM 系统自适应功率分配及比特加载算法
• 2.3 小结
• 第三章 多用户OFDM 系统的动态资源分配
• 3.1 OFDM 系统中的多用户接入方式
• 3.1.1 TDMA 方式
• 3.1.2 FDMA 方式
• 3.1.3 FH-OFDM 方式
• 3.1.4 动态资源分配方式
• 3.2 MA 优化方式下的多用户OFDM 系统动态资源分配
• 3.2.1 自适应的多用户OFDM 系统
• 3.2.2 多用户OFDM 系统MA 优化模型
• 3.2.3 Wong 次优分配算法
• 3.3 RA 优化方式下的多用户OFDM 系统动态资源分配
• 3.3.1 多用户OFDM 系统RA 优化模型
• 3.3.2 容量最大化算法——JL 算法
• 3.3.3 公平性算法——SAE 算法
• 3.4 综合考虑公平性和系统容量的算法——F&C 算法
• 3.5 小结
• 第四章 基于WRAN 的OFDMA 跨层资源调度
• 4.1 IEEE802.22 WRAN 概述
• 4.2 WRAN 的MAC 层QOS 机制
• 4.3 基于WRAN 的跨层资源调度算法
• 4.3.1 系统模型
• 4.3.2 算法描述
• 4.3.3 仿真结果及性能分析
• 4.4 小结
• 第五章 基于WRAN 的认知无线电软件仿真平台
• 5.1 软件仿真平台简介
• 5.2 性能测试
• 5.3 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果