多用户OFDM系统中的自适应子载波分配和比特加载

摘要

频谱资源是无线通信中最宝贵的资源,随着人们对无线数据业务需求的快速增长,如何在有限的带宽上最大限度地提高数据传输速率,同时保证用户之间的公平性,逐渐成为移动通信的研究热点。自适应技术正是由于在提高数据传输速率和频谱利用率方面有很强的优势,从而成为目前和未来移动通信系统的关键技术之一。
　　正交频分复用(OFDM)是一种有效克服频率选择性衰落的技术。由于 OFDM的多载波特性,使得它在具有优秀的抗多径干扰能力并支持很高的数据传输速率的同时,能够支持多个不同的用户并发通信,也就是具有多用户(或多址)能力。在多用户自适应OFDM系统中,自适应技术就是不同用户选择不同子载波并使用不同的调制方式,从而实现系统传输速率最大化或发射功率最小化或满足用户之间的公平性。
　　本文重点研究了多用户OFDM系统中的自适应技术。首先讨论了多用户资源分配的优化目标以及数学意义上的最优化算法,然后就固定速率功率自适应分配算法和功率固定变速自适应分配算法进行了研究。本文提出的次最优固定速率功率自适应分配贪婪算法,在本章所述的仿真环境下,此方法的性能对比静态分配算法性能提高可以达到5-6dB,而且计算复杂度为?(K*N),远小于Wong等算法。另外,针对功率固定变速自适应分配算法,建立了下行 OFDMA系统在发射总功率约束下,在保证用户之间比例公平的前提下,最大化系统总容量的子载波、功率和比特分配优化模型,提出了一种在保证一定公平性条件下提升系统容量的次优算法,该算法将子载波分配和比特分配分为两个独立的步骤进行,每个步骤都能保证用户一定程度的比例公平性,并且利用多用户分集调度以及贪婪比特分配的思想进行资源优化分配,从而具有较高的系统吞吐量和较低的计算复杂度( log)(O KN?N N)。通过仿真,我们验证了该算法在满足一定公平性条件下比最优公平性算法具有更高的系统容量性能。

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1 绪 论

1.1 研究背景

1.2 多用户OFDM系统资源分配研究现状

1.3 论文研究的主要内容

1.4 论文章节安排

2 OFDM多址技术与自适应技术

2.1 OFDM技术

2.2 多址技术

2.3 自适应技术

2.4 本章小结

3 固定速率功率自适应分配算法

3.1 多用户自适应OFDM系统模型

3.2 固定速率功率自适应算法

3.3 本章小结

4 固定功率速率自适应分配算法

4.1 问题的提出

4.2 典型的RA算法

4.3 比例速率约束下的RA优化算法

4.4 算法性能仿真和讨论

4.5 本章小结

5 总结及展望

5.1 全文总结

5.2 进一步研究工作展望

致谢

参考文献