空地OFDMA系統(tǒng)的資源分配算法研究及FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、空地通信系統(tǒng)是指利用高空通信平臺(tái)進(jìn)行直接或者中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信的通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在一些特殊環(huán)境下或者特殊領(lǐng)域內(nèi)具有重要的應(yīng)用。正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)調(diào)制技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如可以顯著提高頻譜利用率、抗多徑干擾、抗頻率選擇性衰落等。將基于OFDM技術(shù)的正交頻分復(fù)用多址(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ac

2、cess，OFDMA)接入技術(shù)應(yīng)用于空地通信系統(tǒng)中，將會(huì)大幅度提高系統(tǒng)容量以及用戶的服務(wù)質(zhì)量(quality of service，QoS)。另外，應(yīng)用了OFDMA接入技術(shù)的系統(tǒng)可以更加靈活地選用合適的算法進(jìn)行資源的優(yōu)化分配，會(huì)更進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。因此對(duì)于OFDMA系統(tǒng)的自適應(yīng)資源分配算法的研究一直是通信領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)問題。
　　論文首先介紹了空地通信系統(tǒng)的信道特點(diǎn)，通過對(duì)一個(gè)多用戶網(wǎng)絡(luò)的建模分析，構(gòu)架了系統(tǒng)的資源分配模型。

3、在此基礎(chǔ)上提出了兩種改進(jìn)的資源分配方案。根據(jù)系統(tǒng)模型得到系統(tǒng)用戶的信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)作為資源分配模型的輸入。第一種方案是基于遺傳算法的，該算法是在標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的基礎(chǔ)上，加入了精英個(gè)體保留策略用以提高算法的收斂性，同時(shí)針對(duì)用戶間的比例公平性，又加入了保持比例公平的策略。第二種方案是基于注水算法的，其基本思想是先采用比例公平策略進(jìn)行子載波分配，然后單獨(dú)在每一個(gè)用戶所擁有的子載波上用注水

4、算法進(jìn)行功率分配，從而最大化系統(tǒng)容量。最后使用MATLAB軟件給出了仿真結(jié)果，并與運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法仿真的結(jié)果進(jìn)行了比較分析。
　　接下來，我們利用FPGA對(duì)標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法(SGA)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先以設(shè)計(jì)中所用到的Altera Cyclone III系列的芯片為例，介紹了FPGA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及基本設(shè)計(jì)流程，以及算法實(shí)現(xiàn)的軟硬件環(huán)境，軟件采用的是Altera公司的集成開發(fā)軟件Quartus II，開發(fā)板采用杭州康芯科技公司的S