MIMO-OFDMA系统中的动态资源分配

摘要

多载波的OFDM技术和多天线MIMO技术是未来无线通信系统中的两种最核心的技术。在多用户的MIMO-OFDMA系统中，应用动态资源分配技术可以有效利用系统中有限的频谱资源和提高系统功率效率。动态资源分配的优化问题一般分为两种：速率自适应(RA)和裕度自适应(MA)。本文分别从这两种优化准则出发，并分别在单天线和多天线系统对自适应资源分配的一些优化算法进行了研究，给出了仿真和分析结果。本论文研究了一些资源分配的经典算法和满足实时传输要求的快速算法，以及针对不同应用的资源分配算法。论文的主要工作如下：
　　 1.研究了动态资源分配的速率自适应优化算法，内容包括单天线时速率最大优化准则，单天线时比例公平情况下的优化准则和多天线时比例公平情况下的优化准则，用Matlab分别实现了各算法，并对仿真结果进行了分析。在比例公平情况下，提出了一种改进的子载波分配算法，让有较高数据速率要求的用户优先选择子载波，并通过仿真对三种子载波方法进行了分析比较。仿真结果表明，新算法可以获得更高的系统容量。
　　 2.研究了动态资源分配的裕度自适应优化算法，包括一种针对单天线系统的满足实时传输需要的次优算法和针对多天线系统的裕度自适应分配算法。在多天线算法中，分析研究了简化的次优分配方法。通过仿真对各算法进行了分析和比较。
　　 3.提出了一种基于多用户之间不同QoS要求及不同优先级的动态资源分配方法。仿真结果表明，该算法在最大化系统总数据速率的同时，保证了用户之间的比例公平性，并兼顾了高优先级服务的时延敏感与速率敏感特性。

目录

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论文说明：图表目录

声明

第1章 绪论

1.1研究背景和概况

1.2 MIMO—OFDMA系统

1.3多用户资源分配

1.3.1静态资源分配

1.3.2动态资源分配

1.4本文的主要工作

第2章MIMO—OFDM系统概述

2.1 OFDM技术概述

2.1.1 OFDM的发展历程

2.1.2 OFDM的优缺点

2.1.3 OFDM的应用现状

2.2 MIMO技术概述

2.2.1 MIMO的发展概况

2.2.2多径衰落信道

2.2.3 MIMO信道容量

2.3 SISO-OFDM系统模型与动态资源分配

2.3.1单天线OFDM系统的模型

2.3.2单天线OFDM系统的动态资源分配算法

2.4 MIMO—OFDM系统模型与动态资源分配

2.4.1多天线OFDM系统的模型

2.4.2多天线OFDM系统的动态资源分配算法

2.5小结

第3章 基于速率自适应(RA)的动态资源分配算法

3.1单天线速率最大化优化准则

3.1.1和速率公式

3.1.2子载波和发射功率自适应分配

3.1.3仿真结果及分析

3.2单天线比例公平情况下的速率最大优化准则

3.2.1最优算法

3.2.2次优算法

3.2.3仿真结果及分析

3.3多天线比例公平情况下的最大化系统吞吐量

3.3.1系统模型

3.3.2动态资源分配

3.3.3仿真结果及分析

3.4小结

第4章 基于裕度自适应(MA)的动态资源分配算法

4.1单天线时的实时裕度自适应算法

4.1.1最优算法

4.1.2迭代的子载波分配

4.1.3仿真结果及分析

4.2多天线时的裕度自适应算法

4.2.1最优算法

4.2.2自适应子载波分配

4.2.3仿真结果及分析

4.3小结

第5章 基于QoS和服务优先级的动态资源分配

5.1引言

5.2系统模型

5.3新提出的算法

5.4仿真结果及分析

5.5小结

第6章总结

6.1本文工作总结

6.2未来工作展望

6.3结语

致谢

参考文献

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