多载波系统中的资源优化分配研究

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1、上海交通大学硕士学位论文中文摘要多载波系统中的资源优化分配研究摘要在移动信道环境中可靠、高速的传输数据是移动通信技术发展的目标和要求，并且第四代移动通信系统要求能够以最低的代价(带宽、功率、复杂性)来为各种用户提供高质量的宽带业务，这就需要有适于移动信道的传输技术来支持。由于移动信道的多种不确定因素，正交频分复用(OFDM)技术成为适应这种信道环境的传输技术之一。OFDM是一种特殊的多载波传输方式，它使用一系列低速子载波并行传输数据，使得它具有抗多径干扰的能力、能以很高的频谱利用率实现高速数据传输等。本文

2、以基于OFDM技术的第四代移动通信系统为背景，在多用户信息论的指导下，研究系统中的资源优化分配问题。主要从以下几个方面展开了深入的研究，概括如下:功率资源是无线系统中最为重要的资源之一，注水法则是平行信道功率优化分配最优方法。本文首先研究无线系统中的注水法则，包括多载波信道的注水法则，时域注水法则，多用户系统中的注水法则。重点研究了在实际系统中整数比特约束下的注水法则，提出了一种改进的贪婪算法和对分比特分配算法。并进一步利用该方法，提出了一种适用于平行多接入信道的多用户注水法则。本文研究了OFDM系统中的

3、子载波、功率和比特分配问题。首先，根据子载波资源与功率资源之间的互换规律，提出子载波边际效用的概念以及快速计算方法。基于子载波边际效用，提出了一种针对实时业务的资源优化分配算法，在满足其传输速率和误比特率的前提下，有效地降低了系第I页上海交通大学硕士学位论文中文摘要统所需要的发射功率。并且提出了一种针对非实时业务的比例公平资源优化分配算法，在系统发射功率以及用户之间公平性的约束下，能够取得较好的系统吞吐量。针对具体的分块OFDM，提出了一种基于用户相对比特需求以及子信道相对利用度的快速子信道分配算法，并提

4、出一种二进制指数粒度的分块OFDM系统以及该系统中的子信道分配方法。关键词:正交频分复用，多载波，资源优化分配，功率分配，子载波分配，注水法则，多用户注水，信息论，服务质量第II页上海交通大学硕士学位论文英文摘要RESEARCHONTHEOPTIMALPOLICYOFRESOURCEALLOCATEINMULTI-CARRIERSYSTEMABSTRACTDatatransmissioninthemobilechannelwithhighspeedandreliabilityisrequiredinfut

5、uremobilecommunicationsystem.The4thmobilecommunicationsystemisexpectedtoprovidehigh-qualitybroadbandservicesusingtheminimumpossibleresources(power,bandwidth,complexity).Towardthisend,anappropriatetransmissiontechniquethatmatchesthemobilechannelcharacteris

6、ticsisrequired.Takingmanyuncertainfactorsinmobilecommunicationchannelintoaccount,OFDM(orthogonalrequency-divisionmultiplexing)isoneofthepromisingtechniquesthatmeetsuchrequirementswithreasonablecomplexity.OFDMisoneofmulti-carrierdigitalmodulationtechniques

7、,inwhichasinglehighratedatastreamistransmittedusinganumberolowerdataratesubcarriers,ithasmanyproperties,suchasrobustnesstomulti-pathfading,highdataratetransmissioncapabilitywithbandwidthefficiency,andsoon.Inthisdissertation,undertheguidanceofmultiuserinfo

8、rmationtheory,theresourceoptimizationtechniquesinbothOFDMsystemsandcooperative第III页上海交通大学硕士学位论文英文摘要communicationsystemsareintensivelystudied.Thecontentsofthisworkarelistedasfollows:Poweristhemostimportantresourcefor