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OFDM技术有频谱利用率高和抗多径衰落等优点,因此已被公认为第三代移动通信系统长期演进标准及第四代移动通信系统的核心技术。OFDMA是基于OFDM的一种多用户接入技术,在OFDMA系统中,各用户在不同的子载波上同时传输数据。MIMO技术是一种综合利用多种分集的新兴通信技术。它使用多根收发天线和数字信号处理技术来实现无线环境下的高速、宽带、可靠通信,是一种很有前景的无线通信技术。对于下行OFDMA系统,已经证明最优的分配方式是将载波分配给信道增益最好的用户,功率的分配则服从注水定理;然而,对于上行OFDMA系统,由于用户所存在的分布式功率限制,使得下行所采用的分配策略并不适用于上行,本文对MIMO-OFDMA系统中的上行自适应资源分配算法进行了研究。全文的主要工作如下:
(1)对前人在OFDMA系统自适应资源分配算法方面的研究成果进行了总结,归纳了常见的上下行资源分配优化准则,对单用户和多用户系统中的常见的资源分配算法进行了研究。
(2)对上行OFDM系统资源分配问题进行了研究。将上行资源分配问题描述为有功率约束地载波资源使用竞争的情形,竞争造成了冲突,而冲突就需要有效地方式来进行裁决,因此文中提出了一种基于仲裁的多用户上行OFDMA系统资源分配算法。该算法利用用户信道之间独立性,充分考虑频率选择性差异,获取尽可能多的多用户分集增益。
(3)对MIMO-OFDM系统中的自适应资源分配问题进行了研究。文中将MIMO空间信道进行了等效,在原有仲裁的基础上,考虑用户缓存队列大小约束和最小速率需求,提出一种既符合用户不同的最小平均速率要求,又能保证一定公平性的跨层仲裁算法。该算法在性能和计算复杂度方面都比前人算法有较大优势。