蜂窝网络中的资源分配和小区间干扰协调

《蜂窝网络中的资源分配和小区间干扰协调》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第1章绪论第一章绪论1．1研究背景从上个世纪六、七十年代贝尔实验室提出无线蜂窝的概念⋯吖司起，蜂窝移动通信技术经历了突飞猛进的发展，现如今已成为世界上应用最广泛的无线组网方式。这种通信方式的出现和发展极大地改变了人们的交流及信息获取方式，成为当今人类社会发展不可或缺的一环。几十年来，蜂窝移动通信系统已经从第一代模拟通信系统发展到了现如今的第三代数字通信系统呤1。上世纪70年代末期，贝尔实验室成功的开发了第一代模拟移动通信系统(先进移动电话系统(AMPS))，这种系统采用模拟调制技术和频分多址(FrequencyDivisionmultipleAccess，FDMA

2、)技术，仅能够提供简单的语音业务。到了80年代中期，欧洲推出的第二代移动通信系统(2G，全球移动通信系统(GSM))可以提供语音业务和低速数据业务，并且实现了漫游功能。在此基础上，国际电信联盟(ITU)在2000年通过了以码分多址(CodeDivisionMultipleAccess，CDMA)技术为核心的第三代移动通信系统(3G)的技术规范IMT-2000，大大的提高了系统的用户容量，并且可以达到最高2Mbps的传输速率。另外，除了传统的语音业务，3G网络还为用户提供了高速数据传输和宽带多媒体业务。但是，3G网络依然没有能够实现无线通信网络的统一，而且其技术核心

3、没有完全脱离2G。为了适应用户增长的业务需求以及用户无处不在的高速接入需求，各国研究者又提出了以LTE(LongTermEvolution)和LTE．A(LTE．Advanced)为代表的第四代移动通信系统(4G)。相对于3G网络，4G网络具有传输速率高、频谱利用率高、提供更为全面的业务支持、具有很强的自适应性以及终端功率损耗低等特点，用户将可以根据自己的需求，随时、随地获得所需的最优质服务。目前在美国、瑞典、挪威和日本等一些国家和地区已经开始尝试提供4G网络，中国也将于2011年在上海、杭州、南京、广州、深圳和厦门等六个城市组织开展LTE规模技术试验。要实现4G

4、网络，关键问题就在于如何解决用户增长的业务需求与紧张的无线频谱之间的矛盾。据统计，蜂窝移动通信系统在全球的覆盖率已经从2003年的61％增长到2010年底的90％以上，并且这一数字仍然在持续增长。另外，在未来的无线通信系统中，用户的业务会呈现出多样化、多媒体化和个性化等特点：话音业务占用户总业务的比例在逐年下降，而各种数据类业务，包括Internet上的网页浏览、FTP下载和视频流等所占的比例大增，人们更加期待各种有线网的业务能够在无线蜂窝网络中畅通运行。然而，无线频谱是一种有限的宝贵资源，其中适合民用的部分更是十分有限。因此，如何利用有限的频谱资源满足用户增长的

5、业务即在能够提供对具有固定比特速率要求的实时业务如语音业务的支持的同时也能第1章绪论够提供对无比特速率要求的非实时业务或尽最大努力业务如数据传输业务的支持，因此对支持混合业务的OFDMA系统资源分配算法的研究已经成为一个热点。在支持混合业务的无线通信系统中，存在着实时业务用户和非实时业务用户之间的资源分配问题，因此在设计这种系统中的资源分配算法时应在单一的MA资源分配算法和RA资源分配算法的基础上考虑如何同时最优的将子载波和功率分配给实时业务用户和非实时业务用户。文献【21】中提出的基于混合业务的OFDMA系统资源分配算法没有考虑在实际的OFDMA系统中的整数比特

6、限制，也没用考虑非实时业务用户间速率的比例公平性。GuandingYu等人睢21提出了一种基于混合业务的自适应子载波和比特分配算法，有效的折衷了实时业务用户和非实时业务用户间的资源利用，但是MA资源分配算法的效率很低，RA资源分配采用的是贪婪算法，虽然可以获得最优解，但是需要较长的迭代时间。Wang等人心朝提出的RA资源分配算法可以灵活的将子载波和功率分配给具有比例速率要求的非实时业务用户，并且算法的复杂度不高，但是它采用无限粒度的单纯注水算法进行比特和功率的分配，因此不符合实际系统的要求。另外，以上提到的几种基于混合业务的资源分配算法他¨q2现都未考虑自适应调制

7、。1．2．2多小区干扰协调在3GPPLTE和WiMAX标准HH羽中，解决ICI的方法有三种：(1)小区间干扰随机化：(2)小区间干扰消除；(3)小区间干扰协调／避免。小区间干扰随机化旨在随机化干扰信号，从而使终端可以依赖处理增益对干扰进行抑制。随机化方案并没有降低平均干扰级别，因此未能提高小区边缘用户的性能。小区间干扰消除是通过使用多天线的空间处理或者干扰检N／减法以抑制接收端的干扰。干扰消除技术的运算复杂度高且需要特定的接收机性能，而且仅有一小部分的干扰可以在限制信号强度增益的情况下被有效的消除。另外，一些用户可能仅受到微弱的干扰，这种情况下用运算复杂度高的干扰

8、消除技术就