【摘要】：無線通信業(yè)務隨著用戶對高速率數(shù)據(jù)業(yè)務越來越高的需求而飛速發(fā)展,頻譜資源和能源作為不可再生資源受到越來越多的關注。正交頻分多址(Orthogonal Freqency-Division Multiple Acess,OFDMA)作為一種先進的多址技術,能夠提高系統(tǒng)頻譜利用率,得益于OFDM(正交頻分復用)技術子載波間的正交性以及良好的抗多徑干擾能力。這些特性使得OFDMA系統(tǒng)的資源分配更靈活高效。本文基于頻譜效率和能源效率對OFDMA系統(tǒng)資源分配問題進行了深入研究,具體工作如下:首先,研究了典型的Shen算法和傳統(tǒng)比例公平資源分配算法,分析了兩種算法在子載波分配時對用戶在子載波上的不同衰落情況利用不充分的問題,提出了一種基于速率差的子載波均衡分配算法。該算法在為比例速率最小用戶進行子載波分配時,進行用戶間速率的均衡,確定最終子載波分配方案。仿真結果表明該算法能夠在不增加算法復雜度的情況下有效提高系統(tǒng)吞吐量。其次,針對以往資源分配問題往往只是關注頻譜利用率而忽略能源效率的問題,提出了一種基于能效的二分法功率分配算法。該算法中,首先采用均衡子載波分配算法為用戶進行子載波分配,然后利用二分法求得能效優(yōu)化問題的近似解。仿真結果表明該算法能夠在保證系統(tǒng)吞吐量沒有損失的情況下,提高了系統(tǒng)能效。最后,針對異構網(wǎng)絡中雙層毫微微蜂窩網(wǎng)絡系統(tǒng)中不能最大限度利用宏基站用戶所能承受干擾上限的問題,提出了基于能效的最大化功率利用率的功率分配算法。該算法在宏基站用戶最大干擾限制內,使毫微微蜂窩用戶對宏基站用戶的干擾最大化,從而使毫微微蜂窩用戶分得更多有效功率,提高功率利用率,進而提高毫微微蜂窩用戶能效。仿真結果表明該算法在保證吞吐量的前提下,能夠有效提高毫微微蜂窩用戶能效。
[Abstract]:With the rapid development of wireless communication services, spectrum resources and energy as non-renewable resources have attracted more and more attention. Orthogonal Frequency Division multiple access (Orthogonal Freqency-Division Multiple Acess,OFDMA), as an advanced multiple access technology, can improve the spectral efficiency of the system, thanks to the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) subcarrier orthogonality and good anti-multipath interference. These features make the resource allocation of OFDMA system more flexible and efficient. In this paper, based on spectrum efficiency and energy efficiency, the resource allocation problem of OFDMA system is deeply studied. The specific work is as follows: firstly, the typical Shen algorithm and the traditional proportional fair resource allocation algorithm are studied. In this paper, the problem of inadequate utilization of two subcarrier allocation algorithms for different fading cases of users on subcarriers is analyzed, and a subcarrier equalization allocation algorithm based on rate difference is proposed. The algorithm equalizes the rate between users and determines the final subcarrier allocation scheme when sub-carriers are allocated to the least proportional rate users. Simulation results show that the proposed algorithm can effectively improve the system throughput without increasing the complexity of the algorithm. Secondly, a dichotomy power allocation algorithm based on energy efficiency is proposed to solve the problem of resource allocation, which only focuses on spectrum efficiency and neglects energy efficiency. In this algorithm, the equalization subcarrier allocation algorithm is first used to allocate subcarriers for the user, and then the approximate solution of the energy efficiency optimization problem is obtained by using the dichotomy. Simulation results show that the proposed algorithm can improve system energy efficiency without loss of system throughput. Finally, a power allocation algorithm based on energy efficiency is proposed to solve the problem that the interference upper limit can not be maximized by the users of the macro base station in the two-layer femtosecellular networks in heterogeneous networks. The algorithm maximizes the interference of the femto cell users to the users of the macro base station within the maximum interference limit of the users of the macro base station, so that the femto cellular users can get more effective power and improve the power efficiency. In turn, it improves the energy efficiency of femtosecellular users. Simulation results show that the proposed algorithm can effectively improve the energy efficiency of femto cellular users on the premise of ensuring throughput.
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5

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