多业务OFDM系统中自适应资源分配算法研究

摘要

目前多业务混合情况下的资源分配研究，均是优先考虑实时业务，然后将剩余资源分配给非实时业务，这样则导致实时业务优先抢占资源，从而降低系统资源利用率的后果，因此本文基于多业务IEEE802.16 OFDM无线通信系统，研究多业务OFDM系统的资源分配问题。IEEE802.16 OFDM系统支持宽带无线多业务接入，其主要特点是数据传输速率高和抗多径能力强，具有较好的市场应用前景，引入自适应分配算法能够有效提高频谱利用率，更好地满足用户服务质量。本文提出了一种基于IEEE802.16 OFDM系统自适应资源分配算法，首先进行资源初始分配，对参加工作的各子载波选择其中间值最大的用户，然后使用单用户逐比特加载注水算法确定各子载波分配的比特和功率，最后再根据业务优先级的高低进行资源调整。仿真结果表明，和对比算法相比，本文算法在数据传输速率上具有明显改善。
　　 另外，传统的资源分配算法都是建立在物理层的信息反馈上，这种优化是建立在各个用户都拥有足够多的待发送数据的假设基础上。而实际上，用户的信道情况和速率需求是变化的，若用户的数据缓冲中没有足够多的数据需要发送时，就造成系统资源的浪费。将时域和频域的物理层资源分配算法结合起来的跨层资源分配算法会改善这个问题，实现更高的频谱利用率，因此本文还研究基于跨层设计的多业务OFDM系统资源分配算法。三角模算子具有设计简单，复杂度低，实时性强等特点，将单源决策映射到另一空间，从而进行比较来完成融合判决，应用于跨层动态分配算法的调度策略中，能够合理处理时延紧急程度和速率公平性的关系。简单分析了多业务OFDM业务模型后，然后分别建立时延紧急程度和速率公平程度的隶属度函数，提出基于三角模算子的MAC层调度算法，并设计PHY层资源分配算法。最后对系统的丢包率、平均等待时延和吞吐量进行仿真分析，仿真结果表明本文算法能够综合考虑业务对时延和速率公平性的要求，有效提高频谱利用率，更好地满足用户服务质量。