OFDMA系统资源分配算法研究

论文摘要

在未来的宽带无线通信系统中,存在两个最严峻的挑战:多径衰落信道和频谱效率。由于正交频分复用(OFDM)技术在抗多径衰落和高速传输等方面的强大优势,使该技术成为第四代移动通信的一个关键技术。而在该技术基础上发展出的正交频分多址(OFDMA),也成为目前无线接入技术的研究重点之一。因此基于OFDMA系统的资源分配成为目前第四代移动通信研究的一个热点话题。本文首先对移动通信及资源分配技术的发展进行了回顾,其次介绍了OFDMA系统及其资源分配的基本概念、原理。然后对OFDMA系统的自适应资源分配技术(子载波分配技术、比特分配技术、功率分配技术)进行了研究,分析了贪婪算法,最小用户容量最大化算法,Ian算法,Hui算法等几种经典的资源分配算法。本文最后提出了一种容量和公平性可控的OFDMA系统下行资源分配的新算法。在总功率,误码率和速率比例受限的条件下,它能够最大限度地提高整个系统的容量。未来的通信系统应同时考虑容量和公平性。因此这种新算法引入了一个新的步骤来重新排列用户间的子载波,以达到提高速率和比例公平之间的均衡。这种均衡可以通过均衡因子(TF)得到控制。仿真结果表明,这种容量和公平性可控的新机制可以适用于未来的服务质量(QoS)可控的OFDMA系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 移动通信简介
• 1.2.1 移动通信发展史
• 1.2.2 正交频分复用技术
• 1.3 自适应资源分配技术的发展现状
• 1.4 论文的主要研究内容和文章结构
• 第二章 OFDMA 系统概述
• 2.1 OFDM 系统
• 2.1.1 OFDM 系统原理及模型
• 2.1.2 OFDM 系统中的关键技术
• 2.2 OFDMA 系统简介
• 2.2.1 OFDMA 系统原理
• 2.2.2 OFDMA 系统模型
• 2.3 OFDMA 中载波与信道的划分
• 2.3.1 OFDMA 子载波的划分
• 2.3.2 OFDMA 中子信道的划分
• 2.4 本章小结
• 第三章 OFDMA 资源分配技术
• 3.1 OFDMA 系统资源分配概述
• 3.2 OFDMA 系统资源分配算法分类
• 3.2.1 容量最大化算法
• 3.2.2 总发射功率最小化算法
• 3.3 典型OFDMA 资源分配算法
• 3.3.1 贪婪算法
• 3.3.2 两步子载波分配算法
• 3.3.3 最小用户容量最大化算法
• 3.3.4 Ian 算法
• 3.3.5 Hui 算法
• 3.4 本章小结
• 第四章 一种容量和公平性可控的OFDMA 资源分配算法
• 4.1 系统模型
• 4.2 算法步骤
• 4.2.1 子载波分配
• 4.2.2 功率分配
• 4.2.3 比特分配
• 4.3 本章小结
• 第五章 算法仿真与分析
• 5.1 本文算法与Ian 算法及Hui 算法的比较
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 仿真参数
• 5.2.2 仿真图及分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结展望
• 参考文献
• 致谢
• 论文发表