基于公平性的MIMO—OFDMA动态资源分配算法的研究

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随着无线通信系统的发展,人们对更高的数据传输速率、更大的系统容量等提出了一系列的要求。多天线发射多天线接收(MIMO)和正交频分多址(OFDM)技术的相结合成为了当今Wimax网络和未来4G网络的主要物理层技术。应用到MIMO-OFDMA系统中的自适应资源分配技术能够根据各个用户的信道状态调整相应的子载波分配和功率分配等,适应具有时间选择性和频率选择性衰落特点的无线信道,产生多用户分集效应,在有限条件下尽可能大的提高系统性能。 本文针对基于用户公平性的最大化信道容量的问题,从子载波分配、空间子信道分配、功率分配和有限反馈等个方面进行研究。 首先,在对MIMO-OFDMA自适应资源分配基础原理的介绍和研究现状的分析基础上,对已有的Wong算法、Xu算法、卢小峰博士提出的算法进行详细的分析,总结了各自的优缺点。 接着,本文把Xu算法和卢小峰博士的思想结合起来,并提出空间子信道选择的思想,包括多发两收最优分配的方案和多发多收门限选择的方案。它们在保证了系统用户间公平性基础上大大提高了系统的信道容量,而算法复杂度却没明显增加。 最后,从系统实用化的角度出发,把一种基于有限反馈的思想(包括簇反馈和最优反馈)运用到MIMO-OFDMA系统中。讨论了簇大小和最优反馈量的选取范围,适当的反馈量不仅可以保证系统的用户公平性和信道容量并且能够大大减少了信道状态信息反馈量。 本文在理论研究基础上,利用matlab仿真软件进行分析,验证了本文提出思想和算法的有效性。
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