单用户OFDM系统中动态资源分配算法的研究

【摘要】：随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,人们对通信的要求也越来越高,广大用户已不能满足于单纯的语音、数据及低速视频传输,而需要的是业务种类更多、数据传输速率更大和服务质量更多样的通信服务。因此,为了满足这些需求,未来的无线移动通信技术将从多个方面寻求技术进步。 正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术以其频谱利用率高、抗干扰能力强等众多优点成为第四代移动通信系统的关键技术,受到了广泛关注。OFDM系统的一个重要特点就是将一个宽带无线信道划分成了多个相互正交的并行窄带子信道,所以,我们可以根据各子信道的信道特性,在各子载波上进行自适应调制,动态分配系统资源。这样做可以大大提高频谱利用率,有效缓解日益紧张的无线频谱资源,并且,增大了系统的容量。所以,对动态资源分配的研究有一定的理论价值和实际应用意义。 目前对单用户OFDM系统中动态资源分配算法的研究文献已经有很多,多用户间子信道的分配也是研究的热点。本文只对单用户OFDM系统中的资源分配算法做了详细研究,针对已有算法在性能和复杂度上的不足,提出了几种改进算法,仿真结果显示,改进算法具有更低的复杂度和更好的性能。 论文的主要工作是：首先,概述了动态资源分配的理论基础,介绍了常用的优化准则。在此基础上,对单用户OFDM系统中的经典算法进行了总结,重点介绍了Leke、Chow、Jang等次优算法的步骤以及存在的问题。其次,针对次优迭代算法在实际信道中存在的不收敛问题,提出了一种可以有效避免振荡产生的动态边界约束方法,并将其应用到了各种次优迭代算法中(如Chow, Jang算法),大大降低了算法的计算复杂度。最后,针对贪婪算法复杂度高的问题,对由贪婪算法得到的最优分配结果进行分析,总结分布规律,在此基础上,提出了一种最优算法。仿真结果表明,提出的最优算法在任何信道下都可以以更低的复杂度快速收敛到最优解。