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随着移动通信技术和互联网的不断发展和结合，第四代(4G)移动通信系统将以高速化、移动化、IP化、融合化为特征。对于4G这样的高速化系统，由于频谱资源日趋紧张，频谱效率就成为了选择一种技术的非常重要的因素。受到产业界青睐的MIMO-OFDM通信系统有着高效的频谱利用率，而MIMO-OFDM系统中的无线资源分配技术可以在网络业务分布不均匀，无线信道环境比较复杂的情况下，最大程度地提高无线频谱利用率。同时，提高频谱效率，以逼近信道容量的速率进行通信，是通信研究的终极目标。因此，研究MIMO-OFDM通信系统的无线资源分配技术具有重要的产业价值和学术意义。
本文主要针对MIMO-OFDM系统中不同业务类型对应的发射功率最小化问题、系统速率最大化问题和系统有效吞吐量最大化问题三大资源分配问题，展开分析和研究。论文研究的主要内容和贡献包括：
1.针对多用户MIMO-OFDM通信系统中的高实时性业务，研究了在用户速率各异情况下的发射功率最小化问题。针对传统算法以功率作为效用函数导致高速率用户过度占用子载波的缺点，提出了一种考虑用户速率差异的新型效用函数。基于此效用函数提出了一种新的OFDM系统功率最小化算法(ABP-MM算法)。针对多用户MIMO-OFDM系统，在子载波独占方式下，将ABP-MM算法与最强特征模式分集技术相结合，以较低的复杂度达到降低多用户MIMO-OFDM系统发射功率的目的。仿真结果表明，ABP-MM算法较传统算法在复杂度和发射功率之间取得了较好的折中。
2.针对多用户MIMO-OFDM通信系统巾的低实时性业务，研究了在子载波共享方式下的系统速率最大化问题。通过引入信道矢量在空间信道矩阵行矢量空间上的正交投影作为选择了载波的标准，建立用户淘汰机制，提出了一种新的考虑用户公平性的用户选择和子载波分配算法(MOPR算法)。该算法通过统一用户选择标准，扩大用户可选子载波范围，更好地保证了用户公平性，更加充分地利用了信道的空间和频率选择性。仿真结果表明MOPR算法较传统算法在用户公平性、系统总速率和算法复杂度之间取得了更好的折中。
3.针对数据量受限的MIMO-OFDM通信系统中的非实时性业务，研究了系统有效吞吐量最大化问题。针对数据量受限的OFDM系统，通过化简原始问题，分析目标函数的单调性特征，引入一种新的等效信道增益，提出了一种低复杂的子载波和功率分配算法(LCGM算法)。针对数据量受限的MIMO-OFDM系统，在子载波独占方式下，将LCGM算法与空间复用技术相结合，以达到提升系统有效吞吐量的目的。仿真结果表明，LCGM算法以较低的复杂度，实现了与传统算法相当的性能。
4.针对资源受限的MIMO-OFDM通信系统中的非实时性业务，研究了系统有效吞吐量最大化问题。针对资源受限系统数据量可变的特点，提出了一种子载波与数据包长度的联合分配策略(JSPSA策略)。基于该策略，通过分析目标函数的单调性特征，引入一种新的等效信道增益，提出了一种适用于资源受限系统的有效吞吐量最大化算法(JSPSA算法)。针对MIMO-OFDM系统，在子载波独占方式下，将JSPSA算法与空间复用技术相结合，以达到提升系统有效吞吐量的目的。仿真结果表明，JSPSA算法以较低的复杂度，达到了与最优的有效吞吐量最大化算法相当的性能。