多用戶OFDMA系統(tǒng)中資源分配算法研究.pdf

1、OFDMA系統(tǒng)是在OFDM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它具有OFDM系統(tǒng)的抗頻率選擇性衰落、較高的頻譜利用率和信息傳輸速率等特性,它還具有自身的多用戶分集的優(yōu)點。在OFDMA系統(tǒng)中,如何更好地分配資源對整個系統(tǒng)的性能有非常大的影響,這也是當(dāng)前研究的熱點內(nèi)容之一。
　　在多用戶OFDMA系統(tǒng)中,許多算法在計算存余容量時,均假定各個子載波為等增益條件(即在分配子載波過程中,都假設(shè)每個子載波具有相同的功率),因此,未能最大化系統(tǒng)總?cè)萘?。本?/p>

2、文針對這一問題提出了一種新的基于信道容量最好子載波優(yōu)先分配算法,我們稱之為BCCF算法。該算法通過注水算出信道容量,然后在信道容量的基礎(chǔ)上對具有最好信道容量的子載波優(yōu)先進行分配,從而克服了在子載波分配過程中,假定所有子載波具有相同功率的缺點。仿真結(jié)果表明,該算法相比于WUF算法和WSA算法,系統(tǒng)容量有了明顯地提高,并且具有較低的峰均比。
　　BCCF算法相比于WUF算法和WSA算法,性能具有明顯地提高。該算法在計算信道容量的基礎(chǔ)上

3、進行子載波分配,但在分配了一部分子載波之后,每個子載波所需的功率并不相同,因此也存在著一定的缺陷。基于此,本論文又提出了一種改進的基于迭代注水的信道容量最差子載波優(yōu)先分配算法,我們稱之為 IWCF算法。該算法在子載波分配過程中,不斷進行迭代注水計算信道容量,在每次迭代注水過程中,均假設(shè)所有子載波只分給一個用戶。該算法相比于本論文提出的BCCF算法,性能有了一定的提高。在用戶個數(shù)不同的情況下, IWCF算法相比于WUF算法和WSA算法,系

4、統(tǒng)容量提高了將近11％,但并沒有使復(fù)雜度有很大地提高。在SNR不同情況下,IWCF算法相比于WUF算法,系統(tǒng)容量提高了將近15.7%,相比于WSA算法提高了將近12.2%。
　　另外,本論文在原有注水算法的基礎(chǔ)上提出了一種新的注水算法。這一算法解決了許多文獻(xiàn)中存在的一個普遍問題:在子載波分配過程中,假定每個子載波所獲得的功率一致,即在計算信道容量時都采用平均功率。改進的注水算法在每次子載波分配過程中,通過注水使功率基準(zhǔn)線為常數(shù),這

5、一算法相比于假設(shè)每個子載波分配相同功率的算法,能更好地滿足注水原理的要求。因此,該算法既能較好地保證系統(tǒng)總?cè)萘?又能優(yōu)化用戶的公平性。接著,基于改進的注水算法提出了一種新的比例速率限制的資源分配算法。該算法在子載波分配過程中,不斷地修正子載波所分配到的功率,從而更為準(zhǔn)確地計算出每個用戶已獲得的系統(tǒng)容量。根據(jù)用戶間的公平性約束條件,找到下一個用戶并分配給它所需的子載波,從而達(dá)到用戶的最大公平性。MATLAB仿真結(jié)果表明,本節(jié)提出算法的系統(tǒng)