基于子载波分组多用户OFDM资源分配算法

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OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple,正交频分复用)技术是第四代移动通信LTE系统的核心技术之一,与CDMA2000等第三代移动通信技术相比,它有更高的数据信息传输速度。OFDM技术的基本原理是将一条串行的高速传输比特流转换成多条并行的低速传输比特流,并将这些数据调制到不同的相互正交的子载波上。这种新型传输方式能够充分扩展符号脉冲宽度,提高发射信号抗多径干扰及其他多种恶劣传输条件的性能。目前,多用户OFDM系统中的资源分配问题已经得到了广泛研究,包括在速率约束条件下最小化发送功率的子载波、速率和功率分配方法,在功率约束条件下最大化系统吞吐量的子载波、速率和功率分配方法,基于公平性的在功率约束条件下最大化系统加权和容量的资源分配方法等等。以上方案均以单个子载波为基本单位来进行资源分配。然而为降低基站的计算复杂度和用户反馈量,在实际系统中,OFDM的子载波常被组合为子载波组进行资源分配,即将子载波组作为最小单位分配给不同用户,每个子载波组内的所有子载波只能被分配给同一个用户。由于相邻子载波的信道增益具有较大关联性,因此在资源分配当中若干相邻子载波可以被看作一个整体被分配给同一个用户。但是现有的资源分配方案,都没有考虑将系统的反馈方案与子载波分组的资源分配方法结合起来。所有子载波的信道信息都需要被反馈给基站,当子载波数目比较多时,需要反馈的信道信息数据量可能会很大,导致网络传输资源的浪费。本论文将子载波分组技术应用于OFDM系统资源分配算法和信道增益的反馈方案当中,在资源分配中兼顾了用户的公平性。系统以子载波组为最小单位进行资源分配,可以大大减小资源分配的计算复杂度。在进行信道增益反馈时,每个子载波组只反馈部分子载波的信道信息,能够有效减少系统整体的反馈量。
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