基于智能優(yōu)化算法的OFDMA系統(tǒng)自適應資源分配問題研究.pdf

1、OFDMA是在OFDM基礎上發(fā)展起來的一種無線接入方式，它的資源分配機制非常靈活，可根據(jù)用戶業(yè)務量的大小動態(tài)分配子信道的數(shù)量，現(xiàn)已成為無線通信系統(tǒng)的關鍵技術。其中，OFDMA系統(tǒng)中的資源分配問題越來越得到人們的關注。為此，基于OFDMA系統(tǒng)的自適應資源分配算法相繼出現(xiàn)，如基于經(jīng)典的貪婪算法的子載波分配算法，基于效用函數(shù)的自適應資源分配算法，基于遺傳算法的資源分配算法等基于物理層和基于物理層與MAC層的跨層資源分配算法。這些資源分配算法從

2、不同角度對現(xiàn)有算法進行了有效改進，取得了一定的成果和進展，但仍存在計算量大，不易實現(xiàn)，頻譜利用率低的缺點。因此，基于OFDMA系統(tǒng)的資源分配問題仍是目前的研究熱點。而基于智能優(yōu)化算法的資源分配算法也成為其中的一個重要研究方向。
　　 本文在深入研究分析當前自適應資源分配算法的基礎上，分別應用智能優(yōu)化算法中的粒子群算法和自適應遺傳算法對現(xiàn)有的基于物理層的自適應子載波分配算法和基于物理層與MAC層的跨層資源分配算法進行改進，來進一步

3、提高OFDMA系統(tǒng)的頻譜利用率及系統(tǒng)容量等性能。
　　 本文首先提出了基于粒子群算法的自適應子載波分配算法。算法利用粒子群算法參數(shù)少、收斂速度快、全局尋優(yōu)能力強等特點解決基于物理層的子載波優(yōu)化分配問題。在進行資源分配的過程中，算法充分考慮用戶間的公平性，根據(jù)用戶要發(fā)送信息量的大小，分配相應的子載波個數(shù)，并根據(jù)每個用戶在每個子載波上的信道衰落狀況尋找一組最優(yōu)的子載波分配方案，以使整個系統(tǒng)所需的發(fā)射功率最小。仿真結(jié)果表明，在發(fā)送數(shù)據(jù)

4、速率和誤碼率一定的條件下，本文提出的改進算法能更快、更有效的自適應分配子載波，減小整個系統(tǒng)所需的發(fā)射功率。
　　 其次，針對基于物理層與MAC層的跨層資源分配算法的缺點和不足，又提出了基于自適應遺傳算法的跨層資源分配算法，并以整個系統(tǒng)所有用戶發(fā)送的比特信息之和作為系統(tǒng)的效用函數(shù)，利用該算法在保證群體多樣性的同時可提高全局搜索能力解決跨層資源優(yōu)化分配問題。為保證用戶間的公平性，算法將影響系統(tǒng)性能的用戶列隊狀態(tài)信息及信道狀態(tài)信息等重