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正交频分复用OFDM技术具有频带利用率高、抗衰落性能强、数据传输速率快等优势,成为未来移动通信系统的物理层核心技术。对于多址接入,即多用户服务,如何分配子载波、选择调制方式以及分配发送功率等无线资源成为关键问题,能否有效分配资源为多用户提供服务对无线移动通信的质量有重大影响。本文研究的核心内容就是多用户OFDM系统即OFDMA(正交频分多址)系统的无线资源分配。OFDM技术是一种多载波调制技术,其无线资源包括子载波、子载波携带的数据比特、基站系统功率等。
本文首先对课题研究的背景进行了讨论,阐述了移动通信的发展现状和OFDM技术及其QoS机制。
接下来详细介绍了OFDM及其多址技术OFDMA的基本原理和关键技术。
本文的第三章是对OFDMA系统的子载波、比特和功率分配算法进行研究和讨论,将实际问题抽象为数学上的优化求解问题,然后介绍并分析了该领域的经典算法。
第四章提出了新的OFDMA系统资源分配算法(即ESFC算法,Evolution Strategy and Faimess Competition),并将进化策略作为优化求解的手段应用到该问题中。首先介绍了进化算法的基本原理,接下来进行进化策略算法设计,在算法的进化算子中加入公平性保证机制,目的是保证多用户能公平得到服务。在算法仿真部分,将本文提出的ESFC算法分别与传统静态算法、两种已有的遗传算法进行性能比较。仿真结果表明ESFC算法在优化性能方面优于静态算法;在保证与遗传算法相同的优化性能情况下提高了运算效率,进而对于ESFC算法的收敛性和用户间公平性也做出仿真和分析,证实ESFC算法在收敛性和用户间公平性方面具有明显的优势。