基于TDD的第四代移动通信系统的动态资源分配研究

摘要

随着通信技术的发展，用户对无线通信的速率和服务质量提出了越来越高的要求；此外，无线信道的开放性和信道参量变化的时变性对系统中传输的信号会带来非常严重的损伤。正交频分复用(OFDM)技术近年来成为无线通信领域里的研究热点，由于其多载波特性，使得它具有优秀的抗多径干扰能力，支持多个不同的用户同时并发通信，达到很高的数据传输速率。 动态资源分配技术是基于 TDD 的第四代移动通信系统的关键技术之一，主要的思想是根据各个子信道上实时的信道特性，相应进行的子信道、比特和功率的分配，充分利用多用户差异性，在衰落大的子信道上传输较少的数据包，在衰落小的子信道上传输较多的数据包，能更加高效地利用频带资源。因此本文将重点研究动态资源分配算法。 论文首先介绍了OFDM技术的背景和基本原理，讨论了无线信道的衰落特性，分析了在无线信道中传输数据会受到频率选择性衰落、时延扩展和多普勒频移等影响。然后详细论述了多用户OFDM中的动态资源分配的原理，分析比较了贪婪算法、灌水、wong、max-min算法、shen算法和最小BER算法等几种典型资源分配算法的性能和优缺点，在此基础上，对基于公平性的动态资源分配算法进行了改进，改进的算法放宽了对公平性的限制，而提出了将资源分配给最需要它的用户的思想来换取系统性能的提升，详细描述了基于粗糙公平性的动态资源分配算法(简称RFDRA算法)的方案和流程，并且具体介绍了仿真系统的信道模型-Clarke平坦衰落模型。最后构建多用户OFDM仿真系统，将RFDRA算法与其他几种动态资源分配策略进行比较，仿真比较系统的性能。结果显示，RFDRA算法的性能与原算法性能相比有一定的提升，同时运算量有较大的减小。

目录

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声明

第一章绪论

1.1引言

1.2 OFDM技术

1.2.1 OFDM技术特点

1.2.2 OFDM的发展过程

1.2.3 OFDM的关键技术

1.2.4基于TDD的OFDM系统

1.3本文的主要内容和工作安排

第二章OFDM的基本原理

2.1无线信道的传播特性

2.1.1信道衰落模型

2.1.2多径时变信道的冲激响应模型及包络特性

2.1.3移动通信系统中的信道模型

2.2 OFDM的基本原理

2.2.1正交性条件及其实现模型

2.2.2 OFDM系统中的保护间隔

第三章OFDM的动态资源分配

3.1资源分配问题

3.1.1信道分配

3.1.2比特分配

3.1.3功率分配

3.2 OFDM中的动态资源分配算法

3.2.1 OFDM中的资源分配问题

3.2.2 OFDM系统的资源分配模型

3.3 OFDM的资源分配策略

3.3.1静态分配方法

3.3.2动态分配方法

第四章基于粗糙公平性的动态资源分配算法

4.1算法描述

4.1.1多用户OFDM系统模型

4.1.2 RFDRA算法描述

4.2算法流程

4.3本章小结

第五章仿真与分析

5.1算法复杂度分析

5.2仿真系统的建立

5.2.1信道模型

5.2.2仿真参数设置

5.3仿真结果与分析

第六章结论及未来的工作

6.1结论

6.2未来的工作

致谢

参考文献

附录