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

1、OFDMA是在OFDM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種無線接入方式，它的資源分配機(jī)制非常靈活，可根據(jù)用戶業(yè)務(wù)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(guān)鍵技術(shù)。其中，OFDMA系統(tǒng)中的資源分配問題越來越得到人們的關(guān)注。為此，基于OFDMA系統(tǒng)的自適應(yīng)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(yīng)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(jìn)行了有效改進(jìn)，取得了一定的成果和進(jìn)展，但仍存在計(jì)算量大，不易實(shí)現(xiàn)，頻譜利用率低的缺點(diǎn)。因此，基于OFDMA系統(tǒng)的資源分配問題仍是目前的研究熱點(diǎn)。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(gè)重要研究方向。
　　 本文在深入研究分析當(dāng)前自適應(yīng)資源分配算法的基礎(chǔ)上，分別應(yīng)用智能優(yōu)化算法中的粒子群算法和自適應(yīng)遺傳算法對現(xiàn)有的基于物理層的自適應(yīng)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(jìn)行改進(jìn)，來進(jìn)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(yīng)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(qiáng)等特點(diǎn)解決基于物理層的子載波優(yōu)化分配問題。在進(jìn)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(yīng)的子載波個(gè)數(shù)，并根據(jù)每個(gè)用戶在每個(gè)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(gè)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(jìn)算法能更快、更有效的自適應(yīng)分配子載波，減小整個(gè)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(diǎn)和不足，又提出了基于自適應(yīng)遺傳算法的跨層資源分配算法，并以整個(gè)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(shí)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(duì)狀態(tài)信息及信道狀態(tài)信息等重