OFDM系统中的资源分配算法研究

论文摘要

正交频分复用(OFDM)作为一种多载波调制技术,具有频谱利用率高、抗频率选择性衰落、适合高速数据传输的特点,使它被认为是第四代移动通信的核心技术。OFDM系统的自适应资源分配技术,即自适应子载波、比特、功率分配技术,是根据各个子信道上实时的信道特性,动态地进行子信道、比特和功率分配,通过最小化发射功率、最大吞吐量及最公平数据速率原则,使得提高系统的性能最优,更加有效地利用频带资源。多小区OFDMA系统存在严重的小区间干扰问题,除了干扰随机化、干扰消除,干扰协调是很重要的一种小区间干扰抑制方法。本文通过仿真实现了两种经典的单小区OFDM系统资源分配算法。分析了最小化发射功率的Wong算法和最大化吞吐量的基于小区选择算法的性能。在此基础上,通过对多小区中干扰协调机制的分析,分析了一种新的基于比例公平的子载波调度算法,将子载波分配分成小区间子载波分配和小区内子载波分配两步,小区间子载波分配通过相邻小区的信息传递可以有效的降低OFDMA系统的主要干扰——小区间的同频干扰,在小区间子载波分配的基础上,小区内子载波分配充分考虑用户的业务需求,根据用户的优先级分配子载波。仿真结果表明,与软频率复用方案相比较,新算法虽然引入了一定的复杂度,但是可以在满足用户的业务需求的同时,提高了系统的频谱效率和吞吐量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1.移动通信的发展与未来
• 1.1.1.移动通信的发展
• 1.1.2.移动通信的未来
• 1.2.OFDM技术的发展与应用
• 1.2.1.OFDM技术的发展
• 1.2.2.OFDM技术的应用
• 1.3.OFDM系统的特点
• 1.3.1.OFDM系统的优点
• 1.3.2.OFDM系统的缺点
• 1.4.本文研究的内容
• 第二章 OFDM的基本原理
• 2.1.OFDM系统的实现
• 2.1.1.调制和解调
• 2.1.2.IDFT/DFT的应用
• 2.1.3.保护间隔和循环前缀
• 2.2.OFDM系统的关键技术
• 2.3.OFDM系统的多址接入方式
• 2.3.1.OFDM-TDMA
• 2.3.2.OFDM-CDMA
• 2.3.3.OFDM-FDMA
• 2.3.4.OFDMA
• 第三章 单小区的OFDM系统资源分配
• 3.1.OFDM系统的资源分配
• 3.1.1.资源分配分类
• 3.1.2.优化准则分类
• 3.2.最小发射功率算法
• 3.2.1.系统模型
• 3.2.2.多用户子载波和比特分配
• 3.2.3.仿真结果
• 3.2.4.结论
• 3.3.最大吞吐量算法
• 3.3.1.系统模型
• 3.3.2.自适应子载波和比特分配
• 3.3.3.自适应小区选择
• 3.3.4.仿真结果
• 3.3.5.结论
• 第四章 多小区OFDMA资源分配
• 4.1.小区间干扰抑制
• 4.1.1.干扰随机化
• 4.1.2.干扰消除
• 4.1.3.干扰协调
• 4.2.干扰协调
• 4.2.1.静态干扰协调
• 4.2.2.动态干扰协调
• 4.2.3.半静态干扰协调
• 4.3.软频率复用方案
• 4.3.1.静态软频率复用
• 4.3.2.基于频带优先级的半静态频率复用
• 4.4.一种基于干扰协调的子载波分配方案
• 4.4.1.系统模型
• 4.4.2.小区间子载波分配算法
• 4.4.3.小区内子载波分配
• 4.4.4.仿真结果
• 4.4.5.结论
• 第五章 总结和展望
• 5.1.论文工作总结
• 5.2.进一步工作计划
• 参考文献
• 致谢
• 硕士研究生在读期间发表论文