论文摘要
无线通信是当今通信领域内最活跃和发展最迅速的领域之一,也是在21世纪成为对人类的生活和社会发展有重大影响的科学技术领域之一。正交频分复用（OFDM）调制作为多载波调制技术的一种,是未来宽带无线传输技术的关键技术。OFDMA是基于OFDM的一种多接入方案,已经成为3GPP采用的多址技术之一,将成为下一代蜂窝移动通信的有力支撑。蜂窝这个概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破,所以本文针对多小区来进行研究。OFDMA的自适应资源分配即多用户子载波、功率分配问题根据不同的系统需求而定义了不同的优化准则。可分为两种类型,分别是余量自适应优化问题和速率自适应优化问题。本文分别对这两种问题模型进行研究:基于OFDMA系统和MC-CDMA系统的速率自适应优化问题,采用拉格朗日乘子法进行求解;基于OFDMA系统的余量自适应优化问题,采用罚函数模拟退火算法进行求解。由于乘子法需要对函数求导,对于求解复杂的问题模型没有实用性,所以我们重点研究后者。本文提出一种应用于多小区OFDMA系统的功率、子载波集的自适应资源分配算法。基于集中式资源管理,考虑本小区对其他小区的干扰情况,对各个小区的子载波和功率分配进行调整,从而达到最小化总功率的目的。将功率离散化来建立多小区OFDMA问题模型,通过罚函数法来简化问题模型,并采用改进的模拟退火算法来进行求解。虽然模拟退火算法具有随机性,但是我们的仿真结果显示,离散功率个数的选择不会影响系统性能,离散功率个数与系统曲线本身并没有一定的规律性。理论分析和仿真结果表明,与A. Abrardo提出的多分配算法相比,所提出的算法能够在获得更好吞吐量的情况下,有效的降低算法复杂度。用户数不变,频谱效率为横坐标时,本文提出的算法能够获得更好的吞吐量;频谱效率不变,用户数为横坐标时,本文提出的算法单位功率吞吐量明显高于A. Abrardo提出的多分配算法。