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多径衰落和频谱效率是未来移动通信系统面临的两个严峻挑战。由于正交频分复用(OFDM)具有有效对抗多径衰落并提高传输速率等优点,使其成为下一代移动通信的关键技术之一。基于该技术的正交频分多址(OFDMA)技术,不仅继承了OFDM技术的优点,而且具有接入灵活等优点,是下一代宽带移动通信研究的热点之一。
由于小区内子载波间的正交性,在多小区OFDMA系统中,子载波间干扰主要表现为小区间子载波干扰(ICI Inter-cell Interference)。小区间子载波干扰严重影响了OFDMA系统的性能,特别是小区边缘用户的性能。为降低小区间干扰,提高系统性能,必须将子载波在小区间进行合理分配。
在多小区OFDMA下行系统中,常用的降低ICI的方法是小区间干扰协调,小区间干扰协调又称软频率复用或分数频率复用。该方法能有效降低ICI,提高边缘用户的数据速率。
动态资源分配的主要目的是根据用户状态信息,动态分配系统资源,在保证服务质量的同时提高系统资源利用率。系统资源主要指时间、空间、频率和码字等。在OFDMA系统中,同一时刻在频域可以传输多个用户的数据,这就需要对系统中的时频资源进行有效分配。
比例公平算法作为多用户系统中常用的资源分配算法,能够充分利用多用户分集增益并保证用户间的公平性。
本文在小区间干扰协调和比例公平算法的基础上,对多小区OFDMA下行系统动态信道资源分配方案进行了研究,提出了一种能提高信道质量较差的边缘用户的数据速率并降低具有较高包到达率用户的时延的多小区OFDMA下行系统动态信道资源分配方案,并对提出的方案进行了仿真验证。本方案使用两种频率再用因子(1/3频率再用因子和软频率再用因子),通过动态确定两种频率再用因子信道数的比值并将1/3频率再用因子信道分配给信道质量较差的边缘用户来提高这部分用户的数据速率;为解决具有较高包到达率用户时延较大的问题,本文将包到达率作为调度算法效用函数的一个因子来降低具有较高包到达率用户的时延。
仿真结果显示,在快衰落信道下,本文提出的方案能有效提高信道质量较差的边缘用户的数据速率并降低包到达率较高用户的时延。