基于OFDMA的多用户系统资源分配研究

摘要

随着生活质量的不断提高，人们对通信业务的要求日益增长，现有的通信系统已经无法满足人们的多样化需求。因此，研究人员正在致力于新型通信技术的研究。协作中继通信技术充分利用了无线媒介的广播特性，在提高系统传输速率及传输可靠性的同时，还可以增加系统的覆盖范围及鲁棒性，而且可以灵活的与其他通信技术联合使用。电力线通信技术以现有的电力线网络作为传输媒介，无需铺设额外线路，具有覆盖范围广、实现成本低等特点。然而，电力线网络最初并不是专为通信设计的，其信道存在多径性、频选性、阻抗失配等问题。OFDMA技术可以有效抵抗多径效应和频选性衰落，还便于结合动态资源分配技术，为各用户合理分配频谱资源，从而有效提高传输速率和频谱利用率，因而被广泛应用于协作中继通信系统和电力线通信系统。因此，本论文展开了针对基于OFDMA的多用户协作中继通信和电力线通信系统资源分配问题研究，主要创新点如下：
　　⑴针对多用户协作通信系统中涉及子载波分配、中继选择和功率分配的联合优化问题，提出了一种基于改进子载波分配的资源分配算法。首先根据等效信道增益将中继链路转换为虚拟直传链路，然后根据用户目标速率，以信道条件最佳为准则，采用子载波选择用户的形式进行子载波分配和中继选择，从而有效避免了一个子载波分配给多个用户的情况，并减小了计算复杂度。
　　⑵针对多用户协作中继通信系统中的功率最小化问题，提出了一种基于子载波配对的资源分配算法。首先根据用户目标速率以及平均信道增益进行子载波数目分配，然后以信道条件最佳为准则，通过在每个用户的中继链路和直传链路上分别进行子载波配对和虚拟配对，以实现在进行子载波配对的同时也为各用户在每个时隙进行最佳子载波分配，从而最小化系统能耗。
　　⑶针对多用户电力线通信系统中考虑用户间公平性的资源分配问题，提出了一种基于比特交换的资源分配算法。首先根据各用户速率比例约束条件，在各用户所占用子载波上进行等比特分配，然后根据功率最小化准则进行剩余比特分配，最后在各用户所分配比特达到目标速率要求情况下，根据比特交换准则在子载波间调整所分配的比特，从而使功率分配达到最优。

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引言

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 协作中继通信系统资源分配研究现状

1.3 电力线通信系统资源分配研究现状

1.4 本文研究内容与框架

2 理论基础

2.1 OFDMA技术综述

2.2 协作中继通信技术综述

2.3 电力线通信技术综述

2.4 本章小结

3 基于改进子载波分配的多用户协作系统资源分配

3.1 引言

3.2 系统模型

3.3 所提资源分配算法

3.4 仿真分析

3.5 本章小结

4 基于子载波配对的多用户协作中继系统资源分配

4.1 引言

4.2 系统模型

4.3 所提资源分配算法

4.4 仿真分析

4.5 本章小结

5 基于比特交换的多用户电力线通信系统资源分配

5.1 引言

5.2 系统模型

5.3 所提资源分配算法

5.4 仿真分析

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 对本论文的总结

6.2 下一步的展望

参考文献

在学研究成果

致谢