OFDMA系统自适应资源分配算法研究

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1、摘要摘要OFDM技术有频谱利用率高和抗多径衰落等优点，因此己被公认为第三代移动通信系统长期演进标准及第四代移动通信系统的核心技术。OFDMA是基于OFDM的一种多用户接入技术，在OFDMA系统中，各用户在不同的子载波上同时传输数据。由于各用户经历着不同的频率选择性衰落，因此需要根据实时的信道状态信息将子载波和功率动态地分配给各用户，从而获得较大的系统吞吐量和较高的资源利用率。本文对0FDMA系统中的自适应资源分配算法进行了研究。全文的主要工作如下：(1)对前人在0FDMA系统自适应资源分配算法方面的研究

2、成果进行了总结，归纳了常见的资源分配优化准则，对单用户和多用户系统中的常见的资源分配算法进行了研究。(2)研究了基于公平性的0FDMA系统跨层资源分配问题。针对非实时业务和实时业务各自的特点，分别提出一种保证速率比例公平的非实时业务跨层资源分配算法和一种保证延时公平的实时业务跨层资源分配算法，仿真结果说明所提出的算法能够较好地保证用户之间的公平性，并能够获得较大的系统吞吐量和较小的业务延时。在此基础上，针对多业务系统中不同业务之间的资源分配问题，提出了一种基于动态权重的混合业务资源分配算法，仿真结果说明

3、该算法能够自适应地调节实时业务和非实时业务之间的资源分配比例，从而提高了系统资源的利用率。(3)对MIMO．OFDM系统中的自适应资源分配问题进行了研究。对单用户和多用户条件下的系统模型分别进行了分析。针对单用户系统中的MA优化问题，提出了改进的贪婪算法，仿真结果说明该算法的计算复杂度比贪婪算法有较大程度的降低，而没有带来性能的损失。针对多用户系统，提出了MA准则下的资源分配改进算法和简化的改进算法，仿真结果说明简化的改进算法在基本没有引起性能损失的前提下，计算复杂度比改进算法大大降低，简化的改进算法在

4、性能和计算复杂度方面都比前人算法有较大优势。关键词：正交频分多址接入，自适应资源分配，比例公平性，非实时业务，实时业务，混合业务，多输入多输出，余量自适应ABSTRACTOFDMhasbeenidentifiedasthecoretechnologyinLTEand4Gforitshi【ghspectralefficiencyandabilityinmitigatingtheeffectsofmulti-pathchannelpropagation．BasedonOFDM，OFDMAisapromisi

5、ngaccessmethodwhichallowsmultipleuserstotransmitsignalssimultaneouslyondifferentsub—carriers．Duetothedifferentfrequencyselectivefadingexperiencedbyeachuser,itisrequiredtodynamicallyallocatesuitablesub—carriersandpowerforallusersaccordingtotheinstantaneou

6、schannelconditions．SOastoachievehigherresourceutilizationefficiencyandsystemthroughput．TheadaptiveresourceallocationalgorithmsforOFDMAsystemsarestudiedinthisthesis．Themaincontentsareasfollows：(1)TheexistingresearchresultsofadaptiveresourceallocationinOFD

7、MAsystemsaresummarized，includingthecommonoptimizationrulesandtheresourceallocationschemesinbothsingle-userandmultiple-usersystems．(2)Thefairnessbasedcross．1ayeradaptiveresourceallocationschemesinOFDMAsystemsarcstudied．Across．1ayerresourceallocationalgori

8、thmwithrateproportionalfairnessisproposedfornon-real-timeservices，andaCROSS—layerresourceallocationalgorithmwithdelayfairnessisproposedforreal-timeservices．Thesimulationresultsshowthattheproposedalgorithmscallachievehigher