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随着无线通信技术的高速发展，人们对无线通信业务的需求也在不断提高，这就对下一代无线通信系统提出了更高的要求。人们希望下一代无线通信系统能够提供更高的数据速率，支持更多的用户并且满足多种业务的不同服务质量（Quality of Service，QoS）要求。这一目标需要通过多种先进的无线传输技术相互配合来实现。其中，正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术由于能够有效地克服宽带无线通信中由多径效应引起的符号间串扰（Inter Symbol Interference，ISI）以及频率选择性衰落等问题，是实现未来宽带无线通信系统的一种有效的传输技术。作为下一代无线系统物理层的核心技术，OFDM已受到了广泛的关注。
在利用OFDM技术克服恶劣的信道条件、提高无线系统频谱效率的同时，为了保证系统中不同业务的QoS要求，无线网络中的资源管理起着举足轻重的作用。如何使用无线资源管理的各种方法对复杂的无线物理信道、网络资源进行合理配置，为具有不同QoS要求的各类业务提供保障，都是无线网络资源管理的重要内容。OFDM技术将信道分为多个正交的子载波，每个子载波可独立调制数据，能够实现灵活的链路自适应技术。而且，在多用户OFDM系统中，不同用户在同一子载波上具有相互独立的信道特性，通过将子载波合理分配给不同用户，使得基于OFDM技术的无线系统具有实现灵活、高效资源分配的潜力。
本文的研究内容围绕OFDM系统中的资源分配问题展开，关注于当OFDM系统支持多种具有不同QoS要求的业务时，如何通过相应的资源分配算法，为业务提供有效的QoS保证并同时提高系统的资源利用率。论文所研究的业务主要分为单播与组播两类，其中包括了实时、非实时及尽力而为等具有不同QoS要求的业务类型，主要的研究内容分为如下四个部分。
首先，本文研究了OFDM系统中保证单播非实时业务最小速率要求的子载波分配问题。该问题可建模为指派问题，并利用匈牙利算法得到最优解。进而提出了一种基于预期容量损失的子载波分配算法，将高复杂度的子载波联合分配分解为逐个子载波分配，能够满足单播非实时业务的基本速率要求，并同时优化系统的吞吐量性能。算法复杂度较低，且性能接近于最优解。
在此基础上，本文进一步研究了OFDM系统中同时支持单播实时与非实时业务的资源分配与调度问题。实时与非实时业务在分组延时和吞吐量方面具有完全不同的QOS要求，本文利用链路层的队列等待时间来衡量两种业务对信道资源的需求程度，并对不同类型用户的队列等待时间采用了不同的策略分别计算，从而使具有不同QoS要求的实时与非实时业务能够在统一的框架下进行调度，提出了一种保证非实时业务最小速率要求、且有效降低实时业务分组延时的跨层调度算法。
本文接着研究了OFDM系统中支持组播业务的功率分配问题。对于系统中的单个组播尽力而为业务，为了在总功率的限制下提高该组播业务的吞吐量，首先利用凸函数优化的方法分析了最优解，并引入贪婪算法求解该问题以降低复杂度，进而提出了基于子载波成对调整的两种功率分配算法，通过使功率在子载波之间成对交换的方式，获得了优于贪婪算法接近最优解的性能。
最后，本文研究了OFDM系统中保证组播非实时业务的最小速率要求、并同时最大化单播尽力而为业务吞吐量的子载波与功率分配问题，通过对偶算法分析了资源分配问题的最优解，并利用两步法将资源分配分解为独立的子载波分配与功率分配两步，给出了分解后的最优子载波分配和功率分配。并进一步提出了一种基于贪婪方法的子载波与功率分配算法，能够有效地降低复杂度，且性能接近两步法与最优算法，较好地实现了算法的性能与复杂度之间的平衡。