随着无线通信业务的发展,通信系统对传输速率、传输时延的要求越来越高。跨层设计可以改进传统网络协议,提高系统性能,是近年来学者的研究热点。将跨层设计与LTE-A系统结合,可以有效增强系统鲁棒性和提高系统综合效率。基于跨层设计的LTE-A系统的有效资源分配方案对进一步降低系统误码率、提高系统容量,具有重要的理论和现实意义。论文使用OMNeT++仿真软件,在INET仿真框架下搭建了LTE-A系统仿真平台,对LTE-A系统协议栈的PDCP、RLC、MAC和PHY层进行仿真。以传输速率和传输时延为优化目标,在信道容量一定的约束条件下,对多用户LTE-A系统的资源分配问题进行了深入研究,研究该约束条件下的多用户LTE-A系统子载波分配算法,提出基于布谷鸟算法的子载波优化方案。在此基础之上,对传统谷鸟算法进行改进,在相同条件下进行仿真,验证了布谷鸟算法改进方案的有效性。论文分析了LTE-A系统子载波分配模型,并实现了子载波的最优化分配方案。仿真结果表明,在同等条件下,所提出的子载波分配方案能提高系统传输速率,有效降低系统的平均传输时延3.1%~3.9%,并且使系统的平均丢包率降低了3.2%~3.8%,更好的满足了系统和用户的QoS要求。