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随着互联网和移动通信技术的飞速发展,业务的不断增加,无线通信系统存在着两个严峻的挑战:信道的多径衰落和带宽的有效利用。正交频分复用(OFDM)技术可以将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道,从而减小多径衰落的影响。而多输入多输出(MIMO)技术能够在空间中产生同时传输多路数据流的独立并行信道,在不增加系统带宽的前提下增加系统的容量。因此将MIMO技术与OFDM技术的结合,已经成为下一代移动通信系统的重要技术。本文的主要工作如下:
1、对MIMO和OFDM系统的基本原理和关键技术进行了简要介绍,并对资源分配的现状进行了阐述。
2、详细分析了基于单用户MIMO-OFDM系统中经典的资源分配算法,并从复杂度和性能上对算法进行了对比分析。针对MIMO-OFDM系统由于并行子信道数多,导致自适应比特功率分配算法计算复杂度高的问题,提出了一种新颖的自适应变步长比特、功率分配算法,该算法以当前使用广泛的Chow算法为基础,性能和复杂度介于Hughes-Hartogs算法和Chow算法之间。通过在不同天线下对本文算法的误码率进行了仿真对比,表明了系统的性能随着天线数的增加而增加。然后将所提算法同Hughes-Hartogs算法和Chow算法进行了仿真对比,表明了改进算法的总体性能优于Hughes-Hartogs算法略低于Chow算法。
3、讨论了多用户MIMO-OFDM系统中子载波的调度和资源分配算法,从吞吐量和公平性方面对传统的子载波调度算法进行了仿真对比分析,并在多用户MIMO-OFDM系统中动态资源分配问题的基础上,提出了一种低复杂度的资源分配算法,该算法利用所有非零特征值空间子信道来进行数据传输,将子载波分配给在所有子信道上具有最大增益的用户,在满足用户QoS(比如BER)要求的情况下,能最小化系统的总发射功率。最后将本文算法同最大特征值算法、Habib算法进行了仿真验证,得出该算法在收敛性上较Habib算法有很大的提高,在最小化系统发射功率性能上明显优于最大特征值算法。