主要详细地介绍了不同子载波的分配算法，这些算法只考虑在功率限制条件下达到系统容量的最大值，但由于每个用户所处的环境不同，对于具有较差信道质量的用户来说，其服务质量并不能得到满足。接着介绍了多用户系统中，如何保证用户之间的公平性的相关算法，其中主要详细介绍了为保证用户之间公平性，在资源分配过程中，采用平均功率进行分配的算法，该算法在考虑功率限制要求的同时，也考虑了比例速率限制要求，在定程度上做到了既保证系统容量又满足用户公平性的要求。最后对本章内容进行了小结。第四章多用户系统中容量最大化资源分配算法。首先介绍了改进的基于信道容量最好子载波优先分配算法算法，该算法在节提出的不同子载波分配算法的基础上进行改进，并用仿真比较了算法，算法和算法之间的系统总容量和峰均比大小。接着在算法和算法的基础上，又介绍了种改进的基于迭代注水的信道容量最差子载波优先分配算法算法，该算法在迭代注水的基础上来计算相应用户和子载波的系统容量，并对具有最差信道容量的用户优先分配子载波。通过对三种算法进行算法复杂度分析和仿真验证，得出算法不仅具有较低的算法复杂度，而且还极大地提高了系统容量。第五章多用户系统中优化用户公平性资源分配算法。首先介绍了改进的注水算法，这种注水算法消除了采用平均功率计算系统容量来进行子载波分配的弊端，更加符合注水的原理。接着在改进的注水算法的基础上，改进了原有的满足用户数据速率限制要求的资源分配算法，在此基础上提出了种新的资源分配算法，该算法在每次迭代中更新各子载波的发射功率，从而更准确地计算子载波的系统容量，同时还满足用户公平性原则。第六章总结及展望。概括地总结了本论文的主要内容，并展望了以后的研究工作。万方数据中国计量学院硕士学位论文无线信道特性及多用户系统无线信道特性无线信道的衰落特性在无线移动通信系统中，无线信道的相关特性对无线通信系统来说有着至关重要的作用。在发射端，通过定方式发射各种信号后，在接收端，会接收到这些信号，但这些信号是通过不同的路径到达接收端的，这些不同的路径就称之为信道。其中，无线信道指当这些发射的信号是无线信号时，无线电磁波所经过的路径。无线信道会经历定的衰落，这是它的基本特性之。信号从发射端发射出去到接收端接收的过程中，所经历的各种传输路径是非常复杂的，其中包括直射传播路径，反射传播路径，绕射传播路径，散射传播路径等。由于这些不同传播路径的存在，会使信号的接收和发送存在很大的不同，接收端的信号会产生明显的不同随机衰落特性。接收端接收到信号的功率可以按如下公式表示−式中，表示移动台移动时，与基站之间的距离值，−表示为大尺度衰落般为，表示为阴影衰落，表示为多径衰落。无线电磁波在空间自由传播时，信号的功率会随着传播的距离的改变而改变，当距离较大时，信号的功率会减小。般情况下，当发射端和接收端的相对距离在到之间时，接收端信号的平均功率值基本保持不变，但是当它们相对距离的变化范围在到之外时，接收端信号的平均功率值将会有比较大的变化。因此，所谓的大尺度衰落是指当发射端和接收端之间的相对距离有比较大的变化时，接收端接收到信号的平均功率的变化情况。阴影衰落是指无线电磁波在空中自由传播时，会遇到各种障碍物，比如高山，地形的起伏，以及高大的各种建筑物等，从而会产生相应的电磁场的阴影区域，由此会引起场强大小的变化，最终会导致信号的衰减。阴影衰落的特性服从对数正态分布，它是种中等尺度的衰落。多径衰落，也称为小尺度衰落，它是无线通信系统中的种重要的衰落特性。无线电磁波在传播过程中会存在反射，衍射等现象从而导致在接收端万方数据中国计量学院硕士学位论文的信号是经过多条路径到达的，经过不同路径的这些信号分量具有各不相同的衰落程度。因此，其相位幅度和时延情况也各不相同。在接收端，经过不同路径到达的多个信号进行叠加，遵循同相相加，异相相减原则，从而产生多径衰落。在多径衰落中，即使发射端和接收端之间发生很小的变化，也会导致信号的幅度和相位的较大变化。瑞利衰落信道特性多径衰落有几种不同的衰落模式，其中包括瑞利衰落和莱斯衰落。瑞利衰落是指接收端接收到经过多条不同路径的电磁波后，接收到的总信号强度服从瑞利分布的衰落。瑞利分布是种窄带的高斯过程，其中代表均值，代表方差，该分布的概率密度函数可表示为ϕϕ⎡⎤−⎢⎥⎢⎥⎣⎦式中，表示信号幅度，ϕ表示为电压信号的均方根值，它发生在包络检波之前。瑞利衰落信道的信道模型如图所示，发射端发射的信号经过瑞利衰落的信道后，接收端接收到的信号为−其中，表示为发射端的基带信号，为多径的数目，为瑞利衰落因子，表示延时下标都表示为第径，表示为多普勒频仪，表示为高斯白噪声，其均值是，方差是。信道时延图瑞利衰落的信道模型图与瑞利衰落相比，莱斯衰落在接收端接收到经过不同路径到达的信号时，万方数据中国计量学院硕士学位论文这些信号除了经过折射反射和衍射等路径之外，还有直射路径，因此，它的总信号强度服从莱斯分布。莱斯分布的概率密度函数可表示为−其中，表示接收端接收到的信号包络，表示为多径分量所具有的方差，表示为主信号所具有的功率，表示修正贝塞尔函数第类阶。参数可定义为其中，当−时，主信号所具有的功率为，此时多径衰落达到最大，莱斯衰落变成了瑞利衰落。但当时，此时信号没有经历衰落。对于本论文中，后面的相关系统仿真采用的都是瑞利衰落信道。系统系统的原理及模型技术是种比较特殊的技术，它采用了多载波调制方法。多载波调制采用多个载波信号，把要传输的数据流分成许多个比特流，然后用这些子数据流去并行的调制多个子载波，通过这些处理方法，较大程度上降低了传输时的比特速率。图为该系统的基本原理模型框图。−−−−−−∼∼−∼图系统的基本原理模型框图对于技术，它的基本原理在于将宽带的信道分成了许多个相互正交的子信道，从而能够有效地防止符号间干扰。同时，这些相互彼此正交子信道在频谱上相互重叠，从而使频谱的利用率有了较大地提高。接着，经过串并变万方数据中国计量学院硕士学位论文换，将具有高速率的数据流变成低速率的数据流，然后将数据再进行并行传输。假设系统的子载波个数为，符号的周期为，分配给每个子载波的数据符号为−，第个子载波所具有的载波频率为，第个子载波所具有的载波频率为，其中，符号从可以表示为−⎧⎧⎫−⎨⎬⎪⎨⎩⎭⎪⎩般情况下，在系统中，等效的基带信号可以用来表示系统的输出的信号−⎧−⎪⎨⎪⎩其中表示将要发送的符号，符号的同相分量有的实部表示，正交分量有的虚部表示。在系统中，在个符号周期内，每个子载波都具有整数倍周期，并且每个相邻的子载波间都相差了个周期，因此，各个子载波间是互相正交的。−−⎧⎨⎩∫系统的结构框图如图所示。在系统中，发送端发送的信息比特流经过星座映射和串并变换形成符号流，然后经过变换变成时域信号，接着加循环前缀后发送到信道。在接收端，先去掉然后经过变换变成频域信号，接着通过解调和并串变换输出相应的比特流。⊕图系统结构框图万方数据硕士学位论文多用户系统中资源分配算法研究作者叶兰兰导师李君副教授学科信号与信息处理中国计量学院二〇四年三月万方数据，万方数据中图分类号学校代码密级公开硕士学位论文多用户系统中资源分配算法研究作者叶兰兰导师李君副教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业信号与信息处理研究方向系统资源分配算法二〇四年三月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件或磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名导师签名签字日期年月日签字日期年月日万方数据致谢时间过得非常快，眨眼，研究生生涯即将结束，借于这个机会，我要衷心地感谢很多人，包括我的亲人，老师和朋友，谢谢他们给我的帮助和关心。首先，对于我的导师，李君教授，我要表示感谢，感谢他这两年半来悉心的指导和帮助，包括从刚进入研究生接触这课题开始，到寻找创新点，仿真验证，接着到写小论文，都是李老师在旁指导和给予很好地意见，以至于我在研究生期间对这课题有更加深入地研究。李老师具有非常敏锐的学术研究洞察力，具有非常严谨的学术作风以及非常敬业的教学精神，从而使我在研究生期间受益匪浅，在这里我再次表示由衷的感谢。其次，我要感谢所有亲爱的朋友们，正是有了你们的陪伴和联系，才使我的研究生生活变得更加地丰富多彩，这将是我生最美的回忆。最后，在此，我也要感谢我的父母，谢谢他们对于我本科毕业继续读研究生的理解支持和鼓励，他们不仅鼓励支持我，而且还竭尽全力为我提供最好的生活和学习方面的条件，他们是我研究生期间以及以后工作中不断努力的动力。在此，再次对他们表示感谢！叶兰兰年月万方数据多用户系统资源分配算法的研究摘要系统是在系统的基础上发展起来的，它具有系统的抗频率选择性衰落较高的频谱利用率和信息传输速率等特性，它还具有自身的多用户分集的优点。在系统中，如何更好地分配资源对整个系统的性能有非常大的影响，这也是当前研究的热点内容之。在多用户系统中，许多算法在计算存余容量时，均假定各个子载波为等增益条件即在分配子载波过程中，都假设每个子载波具有相同的功率，因此，未能最大化系统总容量。本论文针对这问题提出了种新的基于信道容量最好子载波优先分配算法，我们称之为算法。该算法通过注水算出信道容量，然后在信道容量的基础上对具有最好信道容量的子载波优先进行分配，从而克服了在子载波分配过程中，假定所有子载波具有相同功率的缺点。仿真结果表明，该算法相比于算法和算法，系统容量有了明显地提高，并且具有较低的峰均比。算法相比于算法和算法，性能具有明显地提高。该算法在计算信道容量的基础上进行子载