本文選題：OFDMA　切入點：資源分配　出處：《中國計量學(xué)院》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：未來無線通信業(yè)務(wù)要求系統(tǒng)能具有高質(zhì)量高速率的數(shù)據(jù)傳輸能力,而無線頻譜資源卻極為緊缺。系統(tǒng)要保證可靠高質(zhì)的服務(wù),頻譜資源利用程度提高的必要性變得尤為突出。正交頻分多址接入(OFDMA)一些特性使得它成為第四代通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),如:在對抗頻率選擇性衰落上突出表現(xiàn),在頻譜利用率上較以往的系統(tǒng)有較大提高。OFDMA通過采用正交頻分復(fù)用的方式,各個子載波相互間是正交互不干擾的,這使得OFDMA資源分配較以往的方式變得更為靈活。在資源分配上與以往靜態(tài)的分配不同,在OFDMA系統(tǒng)中依據(jù)系統(tǒng)各個參數(shù)及要求,通過動態(tài)的資源分配,可以合理的分配系統(tǒng)資源使得系統(tǒng)在優(yōu)化目標上的性能有較大的提升。多用戶OFDMA系統(tǒng)的資源分配優(yōu)化目標是提升頻譜效率方面的性能,在限制條件方面有諸如總功率限制以及用戶速率上的限制等。資源分配算法依據(jù)用戶信道信息以及用戶業(yè)務(wù)要求,將子載波資源分配給相應(yīng)的用戶并給子載波分配一定的功率資源。從而使得在系統(tǒng)約束條件保證的情況,提升系統(tǒng)在優(yōu)化目標上的性能。本文針對OFDMA系統(tǒng)在頻譜效率與用戶公平性兩個方面的性能進行資源分配的優(yōu)化。通過改進以往考慮公平性約束條件資源分配算法的不足,并加入新穎的資源分配方案,提出了基于子載波權(quán)衡的資源分配算法與公平性閾值資源分配算法。兩種算法的核心思想以及系統(tǒng)性能表述如下。在考慮用戶速率限制條件的算法中,比例公平性算法通過引入比例公平性的約束,使得各個用戶的速率要求能夠得到充分的保證。在資源分配的過程中尋找當前公平性最差的用戶,將其確定為此次需分配資源的用戶,給其分配子載波。從而使得各個用戶的速率比與系統(tǒng)給定約束條件趨于一致。然而,該分配方案在子載波被分給最差公平性用戶時,此被分配的子載波可供選擇的用戶只有一個,并不能使其被分配給信道增益更高的用戶。為使得上述的子載波能夠得到更充分的利用,本文提出了基于子載波權(quán)衡的分配算法。在將子載波分給公平性最差用戶時,進行子載波權(quán)衡。將本預(yù)備分配給公平性最差用戶的子載波分配給權(quán)衡用戶,并從已分配給權(quán)衡該用戶的子載波中取一權(quán)衡子載波重分配給公平性最差用戶。依據(jù)權(quán)衡前后的信道增益的變化情況確定子載波分配。仿真結(jié)果表明,系統(tǒng)在用戶公平性方面的表現(xiàn)得到了保證,在此基礎(chǔ)之上算法減小了約為36%頻譜效率的損失。在迭代注水算法中,算法在每次子載波分配時,依據(jù)注水功率算法計算當前各個子載波所獲得的功率。使得資源分配過程中,用戶的公平性較比例公平性算法相比有了一定的提升。然而,迭代注水算法是針對信噪比較低情況下的資源分配,系統(tǒng)的頻譜效率更為重要。因此如何平衡系統(tǒng)在頻譜效率和用戶公平性這兩個方面上的性能變得尤為關(guān)鍵。針對這點本文提出公平性閾值算法,在進行子載波分配時對當前用戶公平性進行計算。若當前用戶公平性尚未達到閾值的要求,則進行優(yōu)化用戶公平性的資源分配。若當前用戶公平性已達到閾值要求,則進行優(yōu)化頻譜效率的資源分配。仿真結(jié)果表明,算法通過在資源分配中設(shè)定公平性閾值,有效調(diào)整了資源分配在頻譜利用率和用戶公平性上的性能。
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【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.53

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本文編號：1615908