OFDMA网络资源分配算法的研究

论文摘要

未来宽带无线网络的一个主要挑战是要支持在单个网络平台上传输集成的多媒体。如果对日益增长的终端用户期望相关的带宽、功率和消耗进行严格限制,那么设计最优方式(包括多址/调制设计),在一个动态时间变化的环境中最有效地利用频谱资源,已成为未来无线通信网络研究的重点。OFDM技术在频率选择性衰落信道上表现出了非常好的性能,而且它的并行性最适合DSP的实现。建立在OFDM调制基础上的OFDMA正交频分多址已成为未来无线宽带网络的主要多址方案。本文在OFDM和多址接入技术分析的基础上,论述了OFDMA技术作为未来无线通信多址首选方案的必然性。在无线衰落信道下,对OFDMA系统的自适应资源分配技术(子载波分配技术、比特分配技术、功率分配技术)进行了研究。另外,在余量自适应优化准则下研究分析了拉格朗日松弛算法和Yin算法;在速率自适应优化准则下研究分析Rhee算法和Shen算法;对它们进行了横向对比,计算机仿真后,对比分析出各自系统的优势与不足。最后,引入一种有比例性数据速率限制的低复杂度OFDMA资源分配算法,并在速率自适应准则下,通过加入一个低复杂度的公平迭代程序对引入算法的比例性进行了改进,进一步解决比例限制速率最大化问题,仿真结果表明,改进后的算法能提供复杂度,吞吐量和比例约束间灵活的平衡,在比例性等方面体现出了更出色的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 移动通信技术的发展
• 1.2 第四代移动通信技术
• 1.3 自适应资源分配技术的发展现状
• 1.4 本文主要工作和内容安排
• 第2章 OFDMA系统概述
• 2.1 OFDM系统
• 2.1.1 OFDM系统原理及模型
• 2.1.2 OFDM系统的优缺点
• 2.2 多址接入技术
• 2.2.1 频分多址（FDMA）
• 2.2.2 时分多址（TDMA）
• 2.2.3 码分多址（CDMA）
• 2.2.4 正交频分多址（OFDMA）
• 2.3 OFDMA系统
• 2.3.1 OFDMA传输原理
• 2.3.2 OFDMA系统优势
• 2.4 本章小结
• 第3章 OFDMA资源分配技术
• 3.1 系统优化准则
• 3.1.1 无线衰落信道特性
• 3.1.2 优化准则分类
• 3.2 自适应资源分配原理
• 3.2.1 自适应子载波分配原理
• 3.2.2 自适应比特分配原理
• 3.2.3 自适应功率分配原理
• 3.3 典型子载波分配算法
• 3.3.1 拉格朗日松弛算法
• 3.3.2 两步子载波分配算法（Yin算法）
• 3.3.3 最小用户信道容量最大化算法（Rhee算法）
• 3.3.4 可变比例速率限制的算法（Shen算法）
• 3.3.5 仿真结果与性能分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 OFDMA系统中的比例资源分配算法
• 4.1 比例性数据速率限制的低复杂度OFDMA资源分配算法
• 4.1.1 线性算法模型
• 4.1.2 性能仿真分析
• 4.2 有比例性数据速率限制的优化算法
• 4.2.1 算法描述
• 4.2.2 性能仿真分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢