随着科技的不断发展，人们已经深刻感受到3G网络带来的便利，它能更好的实现无线多媒体业务，实现实时的快速数据传输，因此人们对4G（第四代移动通信）的期待也达到更高的层次，期待第四代移动通信能给人们带来更好更流畅更便捷的用户体验。而4G的商用也被国内工信部提上了日程，预计2013年底前能给三大运营商发放4G牌照。而早在2012年1月18日，国际电信联盟已确定了IMT-Advanced的国际标准，LTE-Advanced也有幸成为4G的四大主流标准之一。作为LTE的演进版本，LTE-Advanced自然被寄予了更多的厚望，其研究目的是希望能够在未来几年内，可以满足无线通信市场的更高要求和应用。它以OFDM和MIMO两大技术为基础，同时在带宽、小区边缘吞吐量、转发方面的性能进行加强，可大幅度提高无线通信系统的传输速率及传输效率。而实现LTE-Advanced大带宽与高传输速率的关键技术之一即为载波聚合技术。而资源分配问题作为通信系统中的传统问题，无论是频谱资源的分配，还是功率或时隙等其他资源的分配，对于提高系统的传输效率与传输速率上，都有着重要的战略意义。因此，本文着重研究了LTE-Advanced系统中载波聚合技术背景下的资源分配问题，根据其实际操作和应用场景，改进资源分配过程，重点研究了成分载波的分配算法，通过利用贪婪算法、交叉熵算法和PSO等智能自动搜索算法，快速并高效地达到所需目标函数，并分别改进了单小区和多小区内的资源分配算算法，以达到改善整个通信系统性能和提高系统效率的目的。本文结构大致如下：第一章介绍了了本文研究的目的及意义，从LTE到LTE-Advanced的演进，LTE-Advanced的关键技术、研究现状等；动态资源分配方案的各种方法、算法演进等等。第二章则是针对载波聚合技术进行了详细介绍，包括其高层协议、物理层规范、实际应用场景等。而在本章的后半部分对资源分配算法的基本模型进行了基本介绍。第三章内容则是在资源分配的基本模型上，根据LTE-Advanced单小区内，利用载波聚合技术的资源进行合理分配，资源分配过程分为三步：成分载波分配，资源块分配（子载波分配）和功率分配，而所提出改进方法主要应用于成分载波分配中，所提出的应用算法有两种：一是贪婪算法，二是基于交叉熵算法的改进贪婪算法，前者收敛速度快，节省运算时间，而后者的精确度和比例公平性会比前者高很多。并且，通过事先对资源块的数量分配做了大致估计，因此可大幅度减少运算时间，并且根据系统对信道容量或是对比例公平性的要求，设定了两个不同的目标函数。因此在实际应用过程中需要根据实际情况进行判断来选择算法和目标函数，这在实时通信中对于提升系统性能有很大的帮助。第四章为对LTE-Advanced环境下的多小区资源进行合理分配。本章提出一个LTE-Advanced小区的实际应用场景，对其进行成分载波的合理部署，使其避免了多个小区间的同频干扰，同时可以使得小区内的用户实现聚合多个载波的应用。而主要算法采用微粒群智能优化算法，难点则在于粒子的合理设计与用户所需子载波数量的估算。