OFDMA系统资源分配与峰均比抑制联合优化技术研究

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随着无线通信不断发展,人们对移动通信系统的数据传输速率和频谱效率提出了更高的要求。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术已成为第四代移动通信系统的主流技术,同时在OFDM技术的基础上发展起来的一种正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)技术在实际生活中也受到广泛关注。采用OFDMA技术可以灵活的分配无线资源,同时根据数据传输量的大小动态分配子信道的数量,这将大大提高系统的频谱利用率。为了充分利用有限的无线网络资源,OFDMA系统中的资源分配问题也就得到了人们的普遍关注。由于OFDMA采用了多载波并行传输的结构,与OFDM系统一样存在着较高峰值平均功率比的问题,所以研究如何有效降低系统的峰均比是非常必要的。现阶段的研究一般是把资源分配和峰均比抑制作为两个独立的问题进行研究。本文主要研究OFDMA系统资源分配和峰均比抑制技术,结果表明如果将这两种技术进行联合优化不仅能够充分利用频谱资源、满足传输业务Qos要求,而且还能有效的降低OFDMA系统中的高峰均比。联合优化算法相对于独立的资源分配和峰均比抑制算法具有更好的实用价值。本文首先介绍了OFDM和OFDMA的系统模型,然后对OFDMA系统资源分配技术的优化准则进行分类,并对三种常用的资源分配算法进行了研究以及仿真比较。接着,研究了OFDM系统的多种峰均比抑制算法,重点对子载波预留算法及其改进算法进行研究,通过仿真分析改进的子载波预留算法具有更好的整体性能。最后,详细介绍了OFDMA系统中的自适应子载波分配算法。并在改进的子载波预留算法的基础上,提出了一种OFDMA系统子载波分配与子载波预留技术联合优化算法。通过构建联合优化的数学模型以及仿真结果可以得出:本文提出的联合优化算法能有效的降低系统的PAPR,并且在满足用户的误码率要求、系统总发射功率固定和用户数据速率成比例的约束条件下,能够使系统总吞吐量最大化。
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