3GPP LTE中下行OFDMA系統(tǒng)的資源分配研究.pdf

1、隨著人們對移動通信的需求逐漸增強,有限的無線資源與各種移動業(yè)務(wù)不斷提高的服務(wù)質(zhì)量要求(Qualitv of Service,Qos)之間的矛盾日益嚴重。為了解決這一矛盾,正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作為一種能夠支持高速數(shù)據(jù)傳輸、有效對抗多徑干擾以及大幅提高頻譜利用率的物理層技術(shù),已經(jīng)成為當前的研究熱點。另一方面,3GPP組織為了更好地應(yīng)對來自Wimax等“

2、其他無線通信標準”的競爭,積極展開了對長期演進(Long TermEvolution,LTE)的研究工作。以正交頻分多址(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access,OFDMA)為核心的LTE項目名為“演進”,實則是一場技術(shù)“革命”。 本文首先對LTE物理層的關(guān)鍵技術(shù),如上下行多址方案、OFDM技術(shù)、幀結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)計、物理層工作過程等進行了概述。OFDM技術(shù)將無線信道劃分成多個相互正

3、交的子載波,把高速數(shù)據(jù)流通過串/并轉(zhuǎn)換,分散到速率相對較低的子載波中傳輸。由于OFDM技術(shù)中子載波之間的相對獨立性,每一個子載波都可以被指定一種特定的調(diào)制方式和發(fā)射功率,所以O(shè)FDMA作為一種多址接入方案,可以根據(jù)信道狀況給每個用戶自適應(yīng)地分配系統(tǒng)資源(子載波、比特、功率),利用多用戶分集提高系統(tǒng)性能。當前的資源分配算法多以單個子載波作為最小單元進行研究,然而隨著用戶數(shù)目和子載波數(shù)目的增加,這種方法存在復(fù)雜度較高、反饋信息較多的缺點。為

4、此本文引入了分塊OFDMA系統(tǒng)的概念,即將若干相鄰子載波組成的資源塊(Resource Block,RB)作為資源分配的最小單元。 文中重點研究了OFDMA系統(tǒng)的資源分配算法。為達到較好的性能和降低復(fù)雜度,算法將資源塊作為分配的最小單元,分為資源塊分配和功率調(diào)整兩步進行；提出了基于“功率余量”重新調(diào)整每個資源塊上實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特數(shù)和發(fā)射功率,從而充分利用系統(tǒng)功率資源的改進思想。第三章：根據(jù)這一改進思想和現(xiàn)有的資源分配算法,提出

5、了兩種基于“功率余量”的改進算法,在滿足用戶速率和誤比特率要求的前提下充分利用了系統(tǒng)功率,在一定程度上提高了系統(tǒng)吞吐量。第四章：提出了一種適用于LTE下行OFDMA系統(tǒng)的資源分配方案,在用戶速率比例約束的條件下研究資源分配優(yōu)化問題。方案采用每個資源塊所能支持的傳輸比特數(shù)作為分配依據(jù),并根據(jù)用戶“滿意度”來調(diào)整分配,以確保用戶速率大致成比例。方案最后通過對“功率余量”進行再分配來進一步提升系統(tǒng)吞吐量。根據(jù)Matlab仿真結(jié)果顯示,本文提出