空地OFDMA系統(tǒng)的資源分配算法研究及FPGA實現(xiàn).pdf

1、空地通信系統(tǒng)是指利用高空通信平臺進行直接或者中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信的通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在一些特殊環(huán)境下或者特殊領(lǐng)域內(nèi)具有重要的應(yīng)用。正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)調(diào)制技術(shù)具有很多優(yōu)點，如可以顯著提高頻譜利用率、抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落等。將基于OFDM技術(shù)的正交頻分復用多址(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ac

2、cess，OFDMA)接入技術(shù)應(yīng)用于空地通信系統(tǒng)中，將會大幅度提高系統(tǒng)容量以及用戶的服務(wù)質(zhì)量(quality of service，QoS)。另外，應(yīng)用了OFDMA接入技術(shù)的系統(tǒng)可以更加靈活地選用合適的算法進行資源的優(yōu)化分配，會更進一步提高系統(tǒng)的性能。因此對于OFDMA系統(tǒng)的自適應(yīng)資源分配算法的研究一直是通信領(lǐng)域中研究的熱點問題。
　　論文首先介紹了空地通信系統(tǒng)的信道特點，通過對一個多用戶網(wǎng)絡(luò)的建模分析，構(gòu)架了系統(tǒng)的資源分配模型。

3、在此基礎(chǔ)上提出了兩種改進的資源分配方案。根據(jù)系統(tǒng)模型得到系統(tǒng)用戶的信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)作為資源分配模型的輸入。第一種方案是基于遺傳算法的，該算法是在標準遺傳算法的基礎(chǔ)上，加入了精英個體保留策略用以提高算法的收斂性，同時針對用戶間的比例公平性，又加入了保持比例公平的策略。第二種方案是基于注水算法的，其基本思想是先采用比例公平策略進行子載波分配，然后單獨在每一個用戶所擁有的子載波上用注水

4、算法進行功率分配，從而最大化系統(tǒng)容量。最后使用MATLAB軟件給出了仿真結(jié)果，并與運用標準遺傳算法仿真的結(jié)果進行了比較分析。
　　接下來，我們利用FPGA對標準遺傳算法(SGA)進行模塊化設(shè)計與實現(xiàn)。首先以設(shè)計中所用到的Altera Cyclone III系列的芯片為例，介紹了FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及基本設(shè)計流程，以及算法實現(xiàn)的軟硬件環(huán)境，軟件采用的是Altera公司的集成開發(fā)軟件Quartus II，開發(fā)板采用杭州康芯科技公司的S