多业务ofdma系统中无线资源优化分配的研究

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1、2多业务OFDMA系统中无线资源优化分配研究字和时隙。为了在有限的频谱内容纳更多的用户，系统对无线资源管理的需求日益明显。在2．5G系统的开发和运营过程中，人们对无线资源的认识和理解开始走向系统化。但是因为系统还没有把多业务环境中容量的优化放在显著的地位，因此系统中的无线资源管理功能相对比较简单。对多业务的支持使得无线资源管理成为第三代移动通信系统(3G)研究的重点内容。在3G移动通信系统中，支持不同传输速率的分组数据业务、特别是高速率的Intemet业务是发展趋势，同时传统的话音业务还要在系统中长期大量存

2、在，因此使用无线资源管理对多业务环境中的容量进行优化成为必然。为满足不同用户不同业务的QoS要求，无线资源管理不再局限于简单的无线资源分配，它还包括功率／速率控制、多用户数据调度、用户的越区切换、呼叫接纳控制和拥塞控制等。随着通信技术的进一步发展，无线资源管理技术在第四代移动通信系统(4G)及认知无线电中得到更广泛的应用，有效缓解了无线资源匮乏的问题，并进一步提高了系统的性能。OFDM系统中的无线资源管理技术主要分为两大类：一类是在链路级改善频谱效率的技术，主要包括无线资源分配和分组调度；另一类是在系统级提

3、高容量的技术，主要包括呼叫接纳控制、拥塞控制和切换管理。目前，人们对OFDM系统中无线资源管理的研究多集中在第一类。尽管多用户OFDM系统无线资源分配算法的研究已经取得了重大进展，但是现有的算法还存在着许多待改进的地方，比如算法的复杂度依然很高；蜂窝系统和多业务无线资源分配算法的研究还很不充分；在考虑用户的QoS要求时，不应该仅限于BER和最小速率，还应该考虑业务的时延约束；研究多载波分组调度算法时需要给出更客观的评价算法公平性的参数等。1．3本文的组织结构安排本课题的主要工作是对OFDM系统中的无线资源管

4、理技术进行研究，并以此为基础，实现多业务OFDMA系统中无线资源的优化分配。该分配算法的突出特点是：1)掉线率降低对实时业务而言，系统优先为其分配资源以保证其对时延的要求，大大降低其掉线率。同时为其分配子载波簇以降低所需反馈信息量，最后通过增加子载波簇上的功率来降低其占用的频带宽度，使得非实时业务获得更多的频谱资源以提高系统整体性能。2)系统吞吐量得到有效提高‘第一章绪论在完成实时业务的资源分配后，将剩余资源灵活地分配给非实时业务，实现子载波一功率一整数比特的分配，同时着重考虑将整比特分配后的剩余功率重分配

5、问题，进一步提高系统的吞吐量。3)在认知OFDM系统中频谱利用率得到进一步的提高在认知无线电场景中，在不影响授权用户通信、保证各用户的带宽及服务质量(QoS)等要求的前提下，通过感知频谱空洞，找到可以利用的白洞及灰洞进一步完成对认知用户的资源分配，从而较大的提高了频谱利用率。本文的结构安排依据课题研究的特点可分为以下四章：第一章：绪论部分。指出了OFDM系统无线资源管理技术这一课题的研究背景、研究意义，然后论述其研究现状及展望，最后简要说明本文的组织结构安排。第二章：介绍OFDM及认知无线电的基本理论及关键

6、技术。第三章：研究OFDM系统中无线资源管理技术。分析了无线资源的两大类分配方案：固定分配和动态自适应分配；通过对相关算法的研究，给出了改进的整数比特分配方案，并对这种方案进行仿真，分析结果。第四章：运用无线资源管理技术，实现多种业务共存系统的资源优化分配，在此基础上进一步研究了认知无线电场景中多业务OFDMA无线资源分配方案，并对这些分配方案进行仿真，分析结果。最后，对全文的工作进行总结。指出了研究工作中的不足之处，并提出对该课题今后研究方向的看法。第二章OFDM及认知无线电技术的理论分析与研究为了更好的

7、研究OFDM及认知OFDM系统中的无线资源管理技术，本章将对其相关理论进行必要的分析与研究。2．1OFDM基本原理进入21世纪，移动通信进入了宽带多媒体移动通信时代。目前正在使用的2G／2．5G系统和即将投入使用的3G系统由于数据率受到限制，将不能适应未来多媒体移动通信的高速数据率要求，因此在未来需要第四代移动通信系统(4G)来满足这一发展的要求【3l[4l[51，4G将为移动通信用户提供具有Qos保证的高速数据传输业务，其在高速移动环境下的传输速率将大于2Mbps，而接入核心网的无线接入速率将超过100M

8、bps。为实现上述传输目标，4G系统面临以下主要的技术问题：1)要克服多径传播而引起的严重信号衰落和符号间干扰(Inter-SymbolInterference，ISI)；2)要在恶劣的无线信道环境下，达到用户Qos要求并高速传输数据【6J【_71。正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)技术是一种高速传输技术。它的基本原理是将高速的数据流通过串并变