ofdm系統(tǒng)的資源分配算法研究

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1、摘要摘要正交頻分復(fù)用(OFDM,OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)技術(shù)是多載波技術(shù)的一種。未來的寬帶無線系統(tǒng)可以通過OFDM技術(shù)取得高數(shù)據(jù)速率的傳輸。未來的無線資源會變得日益緊張,對OFDM系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)資源分配會極大的提高系統(tǒng)性能,滿足不同用戶的需求,提高系統(tǒng)資源的利用率。而隨著OFDM技術(shù)逐漸成為未來無線通信系統(tǒng)的主干技術(shù)之一,OFDM系統(tǒng)的資源分配變得越來越重要。首先,本文先介紹了OFDM技術(shù)的基本原理和一些關(guān)鍵技術(shù)。其次,本文研究了OFDM系統(tǒng)的比特裝載和

2、功率分配算法,對OFDM系統(tǒng)中的幾種比特分配的次優(yōu)化算法進(jìn)行仿真分析,尤其對具有代表性的Chow算法、LC(Levin-Campello)算法進(jìn)行性能的分析、比較,了解這幾種算法在傳輸功率、復(fù)雜度等性能上的差異。在此基礎(chǔ)上,本文得出在不同的性能要求下比特分配次優(yōu)化算法的選擇方案。本文的重點(diǎn)是多用戶OFDM資源的分配研究。本文研究了多用戶OFDM系統(tǒng)的資源分配方法和準(zhǔn)則,構(gòu)建了系統(tǒng)優(yōu)化的模型。之后,在多用戶OFDM系統(tǒng)中,本文提出了一種基于比例公平性(PF,ProportionalFairness)的低復(fù)雜度資

3、源分配算法。在優(yōu)化過程中,使用效用函數(shù)(UtilityFunction)可以取得效率和公平的折中,PF優(yōu)化問題因此可以表示為最大化效用函數(shù)的過程,而該效用函數(shù)為用戶數(shù)據(jù)速率的對數(shù)的總和。然而,最優(yōu)化PF問題是NP-hard的,需要很高的復(fù)雜度。為了使問題可解和實(shí)用,在系統(tǒng)的子信道信噪比很高的情況下,本文提出了一種簡單的功率分配算法。該算法可以大大降低功率分配的復(fù)雜度;仿真表明該算法所取得的系統(tǒng)容量沒有大的下降,算法可以取得復(fù)雜度和系統(tǒng)性能的折中。關(guān)鍵詞:OFDM;資源分配;比例公平;復(fù)雜度IAbstractA

4、bstractOrthogonalfrequencydivisionmultiplexing(OFDM)isoneofthemulti-carriertechniques.Itisbeingconsideredasapromisingtechniqueforhighdataratetransmissionfornextgenerationwirelesscommunications.Wirelessresourcesisbecomingmoreandmorescarceinfuture.InOFDMsyste

5、ms,adaptiveresourceallocationcanenhanceperformancegreatly,guaranteedifferentusers’QoS,andelevatetheusageefficiencyofthesystemresources.WithOFDMtechnologygraduallybeingleadingtechnologyinfuturewirelesscommunicationsystem,resourcesallocationinOFDMsystemisattr

6、actingmoreandmoreinterest.Firstly,wefirstpresenttherationaleandsomekeytechniquesofOFDM.Secondly,weinvestigatethebitloadingandpowerallocationalgorithmsofOFDMsystems,giveanalysisofthesealgorithmsbaseonthesimulations,speciallyweanalyseandcomparetheperformanceo

7、ftherepresentativeChowalgorithmandLC(Levin-Campello)algorithm,andfinallywerealizethedifferenceoftransmitpowerandcomplexityofthosealgorithms.Basedontheseresults,wewillpresentthemethodthatselectdifferentbitallocationalgorithmfordifferentrequest.Thekeytopicoft

8、histhesisistheresourceallocationinvestigationformultiuserOFDMSystems.MethodsandcriterionsofOFDMsystemswillbeintroduced,andmoreovertheoptimizationproblemswillbeformulated.Thenanewlow-complexityresourcea

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