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随着无线宽带业务需求的不断增长，在有限的带宽里提高频谱利用率，成为近年来通信领域研究的热点。正交频分多址接入（Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access，OFDMA）是基于多用户的正交频分复用（OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM）的多址接入技术，它们将宽带的频率选择性信道分为多个正交的平衰落的子载波信道，每个子载波可独立的将数据发送给指定的用户，从而既能够克服多径效应的频率选择性衰落，又能够利用信道的频率选择特性获得频率的分集增益和多用户的分集增益。目前OFDMA和OFDM传输技术在下一代移动宽带通信系统中，如IEEE802.16m、3GPPLTE及LTE-Advanced系统，得到了普遍的应用。这样，在OFDMA系统中，根据信道状态信息（Channel State Information，CSI）有效合理地分配共享的子载波和发送功率，对于最优化移动宽带通信的性能至关重要。论文围绕OFDMA系统的资源分配问题开展了研究。
论文研究了多播OFDMA系统的资源分配。以往OFDMA资源分配的研究多基于单播业务，即每一个子载波只分配给一个用户。而在多播OFDMA业务下，每个子载波都用来多播信息到各个用户，因此多播OFDMA有着不同于单播OFDMA的资源分配策略。已有的多播业务资源分配多将多播业务用户看做一个虚拟用户，这个虚拟用户在各个子载波上的性能是在这个子载波上最差的用户的性能，并针对该虚拟用户确定传输的速率和功率。基于虚拟用户信道的分配可以满足每个用户的需求，但没有充分利用用户信道好的信道资源提高资源分配的效率。论文提出对所有使用的子载波进行联合编码的策略，联合编码允许用户在某些子载波上有较差的性能，通过编码利用较好的子载波信息恢复较差的子载波的信息。因此在联合编码的条件下，只要用户在所有子载波上整体的接收质量得到保证，就可以可靠的解码得到多播发送的信息。基于这种思想，论文提出了多播OFDMA两种自适应的技术，通过调整每个子载波传输的信息比特数、以及相应子载波功率，使得每个用户接收信息比特的平均误比特率小于设定的门限，或者使得每个用户可靠接收信息速率达到设定的门限，以最小化OFDMA系统的发送功率。文章提出了达到了最优解的算法，同时也提出了次优算法，将联合的比特和功率分配问题，分解为两步分别进行，能够有效地降低复杂度，实现了算法的性能与复杂度之间的折中。
论文研究了时频延展（Expanded Time-Frequency，ETF-）OFDMA系统的抗干扰的资源分配策略。和多载波CDMA（Multicarrier CDMA，MC-CDMA）相似，ETF-OFDMA系统将发送信号扩展到多个子载波上进行传输；而与MC-CDMA不同的是，ETF-OFDMA系统采用了两级的扩频码的结构，利用两级扩频码的叠加，可通过调整扩频码的码片在子载波的位置，减弱信道条件差的子载波的信号，增强信道条件好的子载波的信号，达到提高系统整体抗干扰能力以提高通信的速率。在AWGN信道下，ETF-OFDMA系统的接收端可以直接采用相关解调；而在频率选择性信道下，ETF-OFDMA系统则需要结合频域均衡进行相关解调，以抵抗多径的影响。论文针对ETF-OFDMA系统工作在有干扰的多径信道下，提出了发送端的扩频码排列的策略，以分别优化接收端采用迫零（Zero-Forcing，ZF）均衡解调和最小均方误差（Minimum Mean Squared Error，MMSE）解调接收下的性能。论文给出了有干扰多径信道中ETF-OFDMA系统在采用ZF均衡和MMSE均衡下的解调误差，将问题建模为寻找合适的扩频码码片的排列，以使得用户解调误差尽可能小的优化问题；并转化成指派问题求解，提出了采用O（N2）时间复杂度求解的次优算法。仿真结果表明，基于扩频码排列优化的ETF-OFDMA系统，能有效的降低其在多径信道下的误码率，并比MC-CDMA有更好的抗干扰的性能。
论文研究了在不完全CSI下OFDMA系统的资源分配策略。基站对下行数据传输进行资源分配时，需要从用户获得当前的信道状态信息（Channe StateInformation，CSI）。然而由于CSI存在噪声和检测误差、传输延迟、反馈传输速率受限的影响，因此基站获取的CSI存在着误差，是不完全的CSI。如果基站能够根据真实的CSI相对于不完全的CSI的条件概率分布，确定资源分配的策略，则可以保证系统在统计平均意义下的性能达到最优。论文首先推导了三种不完全CSI情况下真实的CSI相对于基站所获得的CSI的条件概率分布，这三种情形包括：1）CSI存在噪声和检测误差；2）在CSI存在噪声和延迟下基站采用线性最小均方误差（Linear Minimum Mean Squared Error，LMMSE）预测信道；3）反馈速率受限时用户反馈达到最小失真度下的信源编码的CSI。根据条件分布，论文随后研究了OFDMA系统的四类无线资源分配场景的优化策略：1）多播OFDMA系统中，在总功率约束条件下，使得每个用户在各个子载波上接收的平均误比特率小于设定的门限，最大化用户加权和速率；2）单播OFDMA系统中，在总功率约束条件下，最大化中断概率低于设定门限条件下用户的最低信息速率；3）单播OFDMA系统中，在总功率约束条件下，最大化遍历加权和速率；4）单播OFDMA系统中，在总功率约束条件下，最大化非中断加权和速率。针对这四个问题，文章均提出了基于枚举算法得到问题的最优解或最优解的界，随后提出了相应的低时间复杂度的次优算法。论文通过仿真结果验证了上述问题的次优算法得到的解和最优解接近，在CSI有延迟的信道中，结合信道预测的策略能使得系统在较大的CSI噪声和延迟下仍然有较好的健壮性；在反馈速率受限的系统中，结合用户对CSI编码的策略能使得系统在子载波相关度较高时，在较低的反馈速率下接近完全CSI的性能。