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无线通信技术的快速发展极大地改变了人们的生活。随着21世纪通信行业的改革,人们对通信服务的要求日益提升,希望得到更快速、更优质的服务。在有限的无线频谱资源条件下,要提供高速数据传输和服务更多用户,对现有技术是一项挑战。
在3G中码分多址(CDMA)是一种最主要的技术,正交频分复用(OFDM)调制作为多载波调制技术的一种,也是未来宽带无线传输技术的关键技术。这主要是因为:在移动环境所带来的高度不利的无线信道条件下,OFDM技术为传输高速数据提供了一种很好的解决方法。因此多载波技术融合CDMA技术,构成多载波CDMA系统是未来的移动通信重要的发展方向之一。MC-CDMA、MC-DS-CDMA、MT-CDMA三种多载波方案中,MC-CDMA方案由于可以采用频域分集和优良的性能被认为是最具前景的方案。
正交频分多址接入(OFDMA)是以OFDM为基础的多用户接入技术,将成为下一代蜂窝移动通信的有利支撑。多天线(MIMO)技术能够在空间形成独立的并行子信道同时传输多路数据流,有效地提高了系统的传输速率,在不增加系统带宽和改变系统功率要求的情况下提高频谱效率。因此,MIMO和OFDMA、MC-CDMA技术结合,能够提高系统的性能。
本文介绍一种应用于MIMO-OFDMA和MIMO-MC-CDMA系统的用户公平资源分配算法,提出一种应用于多输入多输出OFDMA和MC-CDMA系统的功率、子载波集或码道的自适应资源分配算法。基于接收端的信道反馈信息,发送端在总发射功率受限的条件下通过多用户间功率、子载波集或码道的分配来最大化系统吞吐量。算法通过限制用户的最大和最小子载波集或码道数来实现用户之间的带宽公平性。算法最终归结为一个约束优化问题并利用拉格朗日乘子法进行求解。最后,本文还提出一种用于加快拉格朗日乘子收敛速度的搜索算法,并通过计算机仿真验证了算法的有效性。