无线OFDM系统的动态资源分配算法研究

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1、摘要手两要未来移动通信系统(Beyond3G／4G)的发展趋势要求更高的传输速率、更好的服务质量和更高的资源利用率。动态资源分配是提高系统：l生能的一种有效途径。正交频分复用(OFDM)技术因其在宽带无线通信中的优越性能，得到越来越广泛的研究和应用。OFDM系统中的动态资源分配是近十年的研究热点，这也是本文的主要研究内容。本文详细分析了OFDM系统中几种典型的动态资源分配算法。首先分析单用户系统的动态算法，这种情况下，可以自适应调节每个子载波的发送功率和承载的比特数；然后分析多用户OFDM系统的动态资源分配(子载波，功率和比特分配)，这种情况的优化问题更

2、复杂。研究表明，动态资源分配可以很大程度提高系统的性能。动态资源分配算法在实际应用中会受到信令开销的约束。进行资源分配的基站需要把资源分配结果告知接收端，这就会占用系统资源，产生信令丌销。本文对多用户动态资源分配的信令开销进行了分析，结果表明尽管信令开销占用了很多频带资源，但OFDM系统动态资源分配方案的性能仍然比静态资源分配方案好很多。动态资源分配算法在实际应用中还会遇到信道估计的问题。动态资源分配需要知道准确的信道信息，实际系统中的信道信息通过信道估计获取，所以信道估计性能的好坏直接影响动态资源分配的性能。本文采用一种频域导频辅助低通滤波信道估计，分

3、析了信道估计对自适应调制OFDM系统的性能的影响。导频辅助信道估计同样会占用频带资源，所以研究占用系统资源少、运算快、准确度高的信道估计算法是高速无线通信的重要课题。传统的无线网络分层设计由于采用固定的网络协议结构和参数设置，会导致较低的系统性能和资源利用率。为此人们提出了一种对多个层进行联合优化的跨层优化设计的概念。物理层和MAC层是对无线网络性能影响最大的两层，这两层的联合优化设计是目前无线网络跨层优化设计中的热点问题。本文提出一种保证混合业务QoS要求的MAC．PHY跨层调度算法，该算法并不是无条件的给予实时业务较高的优先级，而是在调度过程中根据Q

4、oS状况对实时业务的优先级进行动态调整，在保证其QoS的基础上，尽可能增加非实时业务的调度机会，从而系统的性能也得到改善。仿真结果表明，该算法能够为不同业务提供QoS保证，同时有效提高了频谱利用率和系统吞吐量。中国科学技术大学硕士学位论文关键字：正交频分复用，动态资源分配，跨层，信令开销，信道估计，QoS，调度IIAbstractThedeVelopingtrendofthef-uturemobileradiocommunicationsyStems(Beyond3G／4G)demandsf瓠tertransmistingrate，bettertramc

5、qualityandKgherspectmmemciency．Dynamicresourceallocationcanmeetthedemandsemciently．OrthogonalFrequenceDiVisionMultiplexing(OFDM)tecllniquehaSbeedstudiedmoreandmorewidelyto印plyinthefuturemobileradiocommunicationsystemsduet0itsadvantageinwidebandconlInunication．Sodyn锄icresourceallo

6、cationalgorithmsinOFDMsystemisonehotissuewithinthe1asttenyearswhichisalsothemaincontentofthisthesis．InthemesiswebrienyanalysesometypicaIdynamicresourceaIIocationalgorithmsinOFDMsystem．Firstlyweanalysenlealgorithmsinsingleusersystem．InthiscaLse，itispossibletoVar)，thetransmitpowera

7、Swellasthe锄ountofdata扛ansmittedoneachsubc跚ier．NeXtwefocusonmulti—usersystem．Inthecase，meresultingoptimizationproblemsaremorecomplex．However，performancestudiesShowthela唱epotentialofthisapproach，eVenifonlysub-optimalschemescanbeemplOyed．Whenthedyn撇icalgorithmsareappliedinpracticals

8、ystemwewillconfrontwittltheproblemofsign