1、由于對(duì)高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)需求的不斷增加，以及移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的加速融合，使得人們對(duì)移動(dòng)通信寬帶化的需求日益迫切。在這種需求的驅(qū)使下，第三代合作伙伴計(jì)劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）在第三代移動(dòng)通信（3G）和準(zhǔn)寬帶移動(dòng)通信——長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)（Long Term Evolution，LTE）的基礎(chǔ)上提出了LTE的演進(jìn)方案LTE-Advanced。2010年10月20日，LTE-Adv

2、anced標(biāo)準(zhǔn)被國(guó)際電信聯(lián)盟無(wú)線通信部門確定為新一代移動(dòng)通信（4G）的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)旨在 LTE標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高傳輸速率，降低系統(tǒng)延遲，增大系統(tǒng)容量。
　　為了克服無(wú)線信道的時(shí)變性和頻率選擇衰落等問(wèn)題，在 LTE-Advanced中使用自適應(yīng)資源分配技術(shù)可以根據(jù)無(wú)線信道的瞬時(shí)特性，向多個(gè)用戶靈活地分配子載波，避開(kāi)嚴(yán)重受損信道，提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量與系統(tǒng)的頻譜利用率，從而實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用。本文將重點(diǎn)研究 LTE-Advan

3、ced通信系統(tǒng)的自適應(yīng)資源分配問(wèn)題。
　　在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景和業(yè)務(wù)下實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)化分配屬于 NP-hard問(wèn)題，多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)無(wú)法求得最優(yōu)的資源分配方案。因此，如何在系統(tǒng)允許時(shí)間內(nèi)尋找到可接受的次最優(yōu)資源分配方案成為自適應(yīng)資源分配技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以微粒群算法為主要工具，對(duì) LTE/LTE-Advanced框架下的自適應(yīng)資源分配問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。主要包括以下內(nèi)容：
　　首先，介紹了 LTE(Long Term Ev

4、olution)以及 LTE-Advanced提出的背景以及演進(jìn)目標(biāo)。并結(jié)合目前頻譜資源的現(xiàn)狀和面臨的主要問(wèn)題，闡述了自適應(yīng)資源分配技術(shù)在 LTE/LTE-Advanced通信系統(tǒng)提高頻譜利用率中關(guān)鍵作用。
　　第二，對(duì) LTE/LTE-Advanced通信系統(tǒng)中的資源分配問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模分析。通過(guò)對(duì)目標(biāo)函數(shù)的設(shè)計(jì)以及懲罰函數(shù)的引入，簡(jiǎn)化了數(shù)學(xué)模型中限制條件的約束，將復(fù)雜的自適應(yīng)資源分配問(wèn)題分解成多個(gè)最優(yōu)化問(wèn)題，得出了自適應(yīng)資源分

5、配的一般模型。同時(shí)，介紹了微粒群算法的基本原理，并針對(duì)其不足，提出了一種改進(jìn)型的微粒群算法。該算法在保留原有微粒群算法(Particle Swarm Optimization)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，通過(guò)遺傳算法(Genetic Algorithm)與微粒群算法的互補(bǔ)特性，在粒子更新過(guò)程中引入交叉和變異機(jī)制，增加了粒子的多樣性，提高了算法的尋優(yōu)能力。
　　第三，通過(guò)對(duì) LTE系統(tǒng)的自適應(yīng)資源分配問(wèn)題進(jìn)行建模分析，針對(duì)現(xiàn)有 LTE系統(tǒng)自適應(yīng)資源

6、分配算法的不足，提出一種基于改進(jìn)型微粒群算法的 LTE系統(tǒng)資源分配算法，實(shí)現(xiàn)了在不同場(chǎng)景不同業(yè)務(wù)下的自適應(yīng)資源分配。
　　第四，在 LTE通信系統(tǒng)的資源分配算法和相關(guān)結(jié)論的基礎(chǔ)上，針對(duì)LTE-Advanced載波聚合技術(shù)的特點(diǎn)，提出基于微粒群的 LTE-Advanced載波聚合資源分配方案。在成分載波分配階段，對(duì)子載波采取了次最優(yōu)預(yù)分配，并通過(guò)將成分載波分配細(xì)化為不同優(yōu)化目標(biāo)的兩個(gè)步驟，實(shí)現(xiàn)了資源分配速度上和質(zhì)量上的有效提升。

7、r>　　第五，為進(jìn)一步降低算法的時(shí)間復(fù)雜度，借鑒了基于微粒群的 LTE-Advanced自適應(yīng)資源分配算法中成分載波分兩步進(jìn)行的思想，提出一種基于固定式算法的LTE-Advanced次最優(yōu)資源分配方案。該方案相比于微粒群的資源分配方案犧牲了部分資源分配效果，換取了資源分配的速度，降低了時(shí)間復(fù)雜度。
　　最后，設(shè)計(jì)了針對(duì)以上算法的 LTE-Advanced資源分配演示系統(tǒng)。該演示系統(tǒng)支持自定義的用戶拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和算法參數(shù)，并可以根據(jù)系統(tǒng)