ofdm系统的资源分配算法研究

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1、摘要摘要正交频分复用（OFDM，OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）技术是多载波技术的一种。未来的宽带无线系统可以通过OFDM技术取得高数据速率的传输。未来的无线资源会变得日益紧张，对OFDM系统进行自适应资源分配会极大的提高系统性能，满足不同用户的需求，提高系统资源的利用率。而随着OFDM技术逐渐成为未来无线通信系统的主干技术之一，OFDM系统的资源分配变得越来越重要。首先，本文先介绍了OFDM技术的基本原理和一些关键技术。其次，本文研究了OFDM系统的比特装载和

2、功率分配算法，对OFDM系统中的几种比特分配的次优化算法进行仿真分析，尤其对具有代表性的Chow算法、LC（Levin-Campello）算法进行性能的分析、比较，了解这几种算法在传输功率、复杂度等性能上的差异。在此基础上，本文得出在不同的性能要求下比特分配次优化算法的选择方案。本文的重点是多用户OFDM资源的分配研究。本文研究了多用户OFDM系统的资源分配方法和准则，构建了系统优化的模型。之后，在多用户OFDM系统中，本文提出了一种基于比例公平性（PF，ProportionalFairness）的低复杂度资

3、源分配算法。在优化过程中，使用效用函数（UtilityFunction）可以取得效率和公平的折中，PF优化问题因此可以表示为最大化效用函数的过程，而该效用函数为用户数据速率的对数的总和。然而，最优化PF问题是NP-hard的，需要很高的复杂度。为了使问题可解和实用，在系统的子信道信噪比很高的情况下，本文提出了一种简单的功率分配算法。该算法可以大大降低功率分配的复杂度；仿真表明该算法所取得的系统容量没有大的下降，算法可以取得复杂度和系统性能的折中。关键词:OFDM；资源分配；比例公平；复杂度IAbstractA

4、bstractOrthogonalfrequencydivisionmultiplexing(OFDM)isoneofthemulti-carriertechniques.Itisbeingconsideredasapromisingtechniqueforhighdataratetransmissionfornextgenerationwirelesscommunications.Wirelessresourcesisbecomingmoreandmorescarceinfuture.InOFDMsyste

5、ms,adaptiveresourceallocationcanenhanceperformancegreatly,guaranteedifferentusers’QoS,andelevatetheusageefficiencyofthesystemresources.WithOFDMtechnologygraduallybeingleadingtechnologyinfuturewirelesscommunicationsystem,resourcesallocationinOFDMsystemisattr

6、actingmoreandmoreinterest.Firstly,wefirstpresenttherationaleandsomekeytechniquesofOFDM.Secondly,weinvestigatethebitloadingandpowerallocationalgorithmsofOFDMsystems,giveanalysisofthesealgorithmsbaseonthesimulations,speciallyweanalyseandcomparetheperformanceo

7、ftherepresentativeChowalgorithmandLC(Levin-Campello)algorithm,andfinallywerealizethedifferenceoftransmitpowerandcomplexityofthosealgorithms.Basedontheseresults,wewillpresentthemethodthatselectdifferentbitallocationalgorithmfordifferentrequest.Thekeytopicoft

8、histhesisistheresourceallocationinvestigationformultiuserOFDMSystems.MethodsandcriterionsofOFDMsystemswillbeintroduced,andmoreovertheoptimizationproblemswillbeformulated.Thenanewlow-complexityresourcea