基于博弈论的ofdma系统多小区功率协调分配算法

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1、第1期张天魁等：基于博弈论的OFDMA系统多小区功率协调分配算法·29·基于博弈论的OFDMA系统多小区功率协调分配算法张天魁，曾志民，张颖莹（北京邮电大学通信网络综合技术研究所，北京100876）摘要：提出了一种用于正交频分多址（OFDMA）通信系统下行链路的多小区功率协调分配算法，协调相邻小区在同频子信道上的发送功率，抑制小区间干扰，提高信道容量。将博弈论引入到多小区功率分配中，给出基于定价的多小区非合作功率分配博弈模型，并分析了该博弈的纳什均衡解的存在性和惟一性，给出了该模型的分布式求解算法。通过仿真分别给出了单小区场景与多小区场景下算法性能，讨论了定价因子对系

2、统性能的影响。仿真结果表明，提出的多小区功率协调分配算法可以充分利用无线资源，提高系统吞吐量，降低平均发送功率。关键词：无线通信；功率协调分配；博弈论；正交频分多址；小区间干扰中图分类号：TN914.3文献标识码：A文章编号：1000-436X(2008)01-0022-08MulticelladaptivepowerallocationschemebasedongametheoryinOFDMAsystemsZHANGTian-kui,ZENGZhi-min,ZHANGYing-ying（InstituteofCommunicationNetworksIntegra

3、tedTechnology,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876,China）Abstract:Amulticellpowercoordinatedallocationschemewasproposedfordownlinkorthogonalfrequencydivisionmultipleaccess(OFDMA)cellularsystems.Transmitpowerlevelsofco-subchannelswerecoordinatedamonginter-cell,cons

4、equentlyinter-cellinterferencewasmitigatedandchannelcapacitywasincreased.Gametheorywasemployedinthemulticellpowerallocation.Amulticellnon-cooperativepowerallocationgameframeworkwaspresentedviapricing.TheexistenceanduniquenessofNashequilibriumofthisgameframeworkwasanalyzed,andadistribute

5、dalgorithmforthisgamewasproposed.Theperformanceoftheproposedschemeisverifiedbysimulationinthesinglecellandmultiplecellscenariorespectively,aswellastheinfluenceofpricingfactoronsystemperformance.Simulationresultsshowthatthemulticellpowercoordinatedallocationschemeproposedwillimproveradio

6、resourceefficiency,increasethroughputofthesystem,andreducetheaveragetransmitpower.Keywords:radiocommunication;adaptivepowerallocation;gametheory;orthogonalfrequencydivisionmultipleaccess;inter-cellinterference第1期张天魁等：基于博弈论的OFDMA系统多小区功率协调分配算法·29·1引言收稿日期：2007-01-10；修回日期：2007-10-11基金项目：国家自

7、然科学基金资助项目（60772110）FoundationItem:TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(60772110)在正交频分多址（OFDMA,orthogonalfrequencydivisionmultipleaccess）的蜂窝移动通信系统中，由于小区间干扰（ICI,inter-cellinterference）的存在，每个小区的功率分配都密切相关，一个小区内子载波上的功率变化会影响到其他相邻小区的功率分配。当前研究的OFDMA蜂窝系统中的自适应资源分配算法大都针对单小区情况[1~7]第1