OFDM系统资源动态分配算法研究

论文摘要

随着社会的发展,人们对无线通信的需求已经不仅仅停留在文字和语音上,对多媒体等数据业务的需求也日益提高,而这些高流量的业务需要更高的无线系统吞吐量。而要提高系统的吞吐量必须得耗费更多的系统资源,如带宽、功率等等。另外,无线信道不像有线信道那样稳定,而是会随着时间的变化而变化,如何根据信道的变化动态地分配系统资源,也是提高系统吞吐量的关键手段。而具有抗多径衰落和高频带利用率的OFDM(正交频分复用)技术自然就成了下一代通信(4G)的主流技术。本文首先对国内外OFDM系统资源分配算法的研究现状进行了分析,接着简要介绍了OFDM技术和无线通信的相关知识,OFDM系统资源分配具体可分为子载波、比特和功率分配,在对三种典型的子载波分配算法进行研究和仿真后,得知了系统吞吐量和用户公平性是不可兼得的,只能根据不同的需求采用不同的分配算法,达到优化系统性能的目的。对单用户和多用户OFDM系统的资源分配算法分别进行了研究,主要研究了两种多用户OFDMA系统的比例公平资源分配算法:Shen算法和Wong算法,其中,Wong算法具有较低复杂度。本文在Wong算法的基础上提出了两种改进的功率分配方法:用户等功率算法和整体载波功率注水算法,并采用Matlab软件对所提出的改进算法进行了仿真。仿真结果表明,用户等功率算法在复杂度和系统吞吐量方面得到了改善;而整体载波功率注水算法则在复杂度和比例公平方面都没有显著恶化的同时,取得了更高的系统吞吐量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 单用户OFDM 系统的无线资源分配
• 1.2.2 多用户OFDMA 系统的无线资源分配
• 1.2.3 本文的内容安排
• 第二章 OFDMA 技术及其系统
• 2.1 OFDM 技术
• 2.1.1 OFDM 技术的发展进程
• 2.1.2 OFDM 系统模型和原理
• 2.1.3 OFDM 技术的优势和劣势
• 2.2 多址接入技术
• 2.3 FDMA 技术
• 2.3.1 FDMA 技术的特点
• 2.3.2 应用FDMA 技术的目的
• 2.4 OFDMA 技术
• 2.4.1 OFDMA 技术原理
• 2.4.2 OFDMA 系统模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 OFDM 动态资源分配算法
• 3.1 无线信道中的衰落
• 3.1.1 无线信道的大尺度衰落
• 3.1.2 无线信道的阴影衰落
• 3.1.3 无线信道的多径衰落
• 3.1.4 多径衰落信道模型
• 3.2 自适应资源分配原理
• 3.2.1 自适应子载波分配原理
• 3.2.2 自适应比特分配原理
• 3.2.3 自适应功率分配原理
• 3.3 单用户OFDM 系统资源动态分配算法
• 3.3.1 系统建模
• 3.3.2 常见的单用户OFDM 系统资源动态分配算法
• 3.4 多用户OFDMA 系统资源动态分配算法
• 3.4.1 速率自适应优化问题
• 3.4.2 边缘自适应优化问题
• 3.4.3 常见的多用户OFDMA 系统资源动态分配算法
• 3.5 本章小结
• 第四章 一种低复杂度的比例公平分配算法及其改进
• 4.1 Wong 算法原理
• 4.2 Wong 算法和Shen 算法的仿真和分析
• 4.3 Wong 算法的改进
• 4.3.1 用户等功率
• 4.3.2 整体载波功率注水
• 4.3.3 最大载干比算法
• 4.3.4 评价参数
• 4.4 改进算法与Wong 算法的仿真与分析
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附件