多小区OFDMA中继系统的功率分配与子信道分配联合优化算法

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1、中山大学硕士学位论文多小区OFDMA中继系统的功率分配与子信道分配联合优化算法姓名：区国平申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：秦家银20100530摘要多小区OFDMA中继系统的功率分配与子信道分配联合优化专业：通信与信息系统硕士生：区国平指导老师：秦家银教授要正交频分多址(OFDMA，oIrthogonalfrequencydivisionmultiplexingaccess)是基于正交频分复用(OFDM，orthogonalfrequencydivisionmultiplexing)技术的新一代无线接入技术，由于其高效的频谱利用

2、率和优秀的抗多径干扰能力而越来越受关注，已成为第四代无线通信系统(4G)的关键技术之一。近年来，许多人将关注的目光投放在把中继技术应用于蜂窝网络，因为中继技术可扩展覆盖范围，同时也能在较低成本和复杂度的情况下增加系统吞吐量。然而，当OFDM与中继结合于蜂窝网络的应用时，却又新产生了由小区间干扰(ICI，inter．cellinterference)引起的资源分配问题。博弈论在经济学领域的使用非常普遍，现今作为一种有效的资源分配分析工具，被广泛应用于无线网络中，并十分适用于解决多个用户间的资源优化问题。本文主要针对多小区OFDMA中继系统的下行链

3、路，提出一个分布式的功率分配和子信道分配联合优化算法。本文利用博弈论中的非协作博弈模型，解决多小区系统中因小区间共信道干扰引起的功率分配公平性问题。在所研究系统的中继技术上采用了一种非普遍使用但性能优越的中继协作协议，并结合功率分配博弈模型构造出新的效用函数。新的效用函数包含了每个用户直接传输和利用中继传输的链路效用。并在此基础上，对该系统加入子信道分配迸一步提高系统性能，从而得到一个功率分配与子信道分配联合优化的算法。该算法是根据经博弈中山大学硕士学位论文论功率分配方法得出的用户链路效用，将子信道分配给效用最好的链路。最后，本文在MATLAB

4、仿真平台上验证该算法的有效性并对此进行性能分析。仿真结果表明，根据本文使用的中继协作协议构造出的效用函数更具有效性及灵活性；同时，采用本文提出的联合优化算法得到的系统容量，分别比采用统一功率分配方式和轮询调度子信道分配方式的组合算法所得到的系统容量均有明显提高。关键词：OFDMA，中继，功率分配，博弈论，子信道分配ⅡABSTRACTAJointPowerandSub·—channelAllocationAlgorithmforMulti—-CellOFDMA·-RelaySystemsMajor：CommunicationandInformat

5、ionSystemName：OuGuoPingSupervisor：Prof．QinJiaYinOFDMA，basedontheOFDM，isnowadaysabrandnewwirelessaccesstechnology．Itsexcellentspectrumefficiencyandantimultipathinterferenceabilityhaveattractedalotofattention,andnOWitalreadybeoneofthekeytechnologyofthefourthgenerationwirelessc

6、ommunicationsystem(4G)．Anincreasingnumbersofpeoplecastlightonapplyingtherelaytechnologytocellularnetworkforitcanextendthecoverageandincreasethethroughput惭mlowcostandcomplexity．Nevertheless，whenOFDMAandrelaycooperateinthecellularnetwork,aresourceallocationproblemisnewlyproduc

7、edbytheinter-cellinterference．Gametheoryiswidelyusedineconomicsalllong．Nowitbecomesaneffectiveanalysistoolfortheresourceallocationofwirelessnetwork．anditisextremelysuitabletodealwitIltheresourceproblembetweenmulti—users．Thispapermainlypresentsadistributedjointoptimizationalg

8、orithmofpowerandsub—channelallocation,forthedownlinkofmulti-cellOFDMA—Relay