OFDMA系统分布式资源分配算法研究

【摘要】：随着对未来无线通信系统的要求不断的提高和通信界新技术的发展,越来越多的新技术进入大家的视线。OFDM作为后3G时代的主流技术,和其他制式的通信系统不一样,以OFDM为物理层技术的OFDMA系统的干扰模型由于3GPP对于频谱利用率的提高而显得特殊;频率复用因子为1,使得小区间的干扰尤为严重。而未来无线通信系统可以支持不同QoS的业务,这些使得OFDMA系统的小区间干扰抑制以及资源的高效利用成为目前乃至今后一段时间内研究的一个热点问题。 本文首先介绍OFDM的基本原理、OFDM时频模型和频谱,以及由OFDM引申出来的OFDMA系统,和OFDM系统的关键技术:同步、PARP、信道估计和资源分配。然后阐述了OFDMA系统目前的小区间干扰抑制的主要技术以及这些技术之间的对比。接着从单用户、多用户、单小区、多小区方面,分析现有的OFDMA小区间资源分配策略和准则、常见的建模和求解方法。其中多小区多用户的问题比较复杂,需要考虑不同的QoS要求。常见的解决方法有分步法、凸优化和启发式法,但是这些方法往往都具有某些局限性。因此在各种算法都可以有提升性能的地方。 本文在最后一章提出了一种分布式迭代的子载波和功率联合分配算法。该算法考虑的是一个多小区多用户的OFDMA系统,首先在各个小区各自按照最优的方法按照一定的QoS要求为用户分配最优的载波和功率,然后各个小区进行简单的分配结果交换,接着在考虑其他小区干扰的情况下,整体按照一定的比例在原来载波功率的基础上迭代增加载波发射功率,直至满足用户QoS要求。仿真结果表明,该算法在相同场景和系统设置下可以比其他算法更好地满足用户QoS要求,实用性好。