分布式天线系统下行资源分配算法研究

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分布式天线系统(DAS)将若干个从属于基站侧的天线分散开来放在小区的不同位置,减小了天线离移动台的平均距离,使频谱利用率较传统的将多个天线放在小区中心的集中式天线系统(CAS)有极大提高,因而成为目前的研究热点之一。无线资源分配是提高DAS性能的关键所在。本文从以下几个方面,研究了DAS系统中的无线资源分配算法。 ①针对正交频分复用(OFDM)的单小区DAS系统下行链路,在发送端采用最大比发送(MRT)并且所有发射天线的总功率受限时,提出一种最大化和速率容量的最优资源分配策略。该策略分三步完成资源分配:首先针对每个子载波计算用户与所有天线之间链路等效信道增益,并将所有天线上的相应子载波分配给等效信道增益最大的用户;然后根据被选中的用户的等效信道增益在不同的子载波上通过注水分配功率;最后将上步得到的每个子载波上的功率分配到所有天线上。仿真结果说明提出的全天线策略优于只选一根天线的单天线策略并且DAS比CAS获得更大的和速率容量。 ②针对单小区下行分布式天线正交频分多址接入(OFDMA)系统,在单天线功率约束、总功率约束、用户最低速率要求等条件下,以系统和速率容量最大为目标建立资源分配的组合优化模型;提出一种低复杂度的次优资源分配算法。该算法首先将系统总的发送功率按照天线不同的功率权重不等地分配给各根天线,然后在每根天线的功率约束下进行子载波分配,最后利用改进复合形算法将每根天线的功率分配给相应的子载波。数值仿真结果表明,所提算法在DAS中获得很好的系统和速率容量和覆盖性能。 ③针对单小区下行分布式天线OFDMA系统,在单天线功率约束和用户最低速率要求条件下,以保证最小速率公平性要求和最小化发送功率双目标建立资源分配的组合优化模型;提出一种低复杂度的次优资源分配算法,该算法首先根据等效信道增益对子载波进行分配,然后在单天线功率约束下将子载波功率分配到相应的子载波上,最后进行各子载波天线功率分配。数值仿真验证所提算法在DAS中获得很好的系统公平性要求、最小总功率要求和成功概率性能。 ④针对多小区DAS提出一种次优资源分配算法。每个小区首先根据自己的策略单独进行天线和子载波分配;然后考虑相邻小区的干扰协调,利用基于定价的多小区非合作功率分配博弈进行多小区功率分配。理论分析和数值仿真都说明多小区DAS在单天线约束时ST发送策略优于MRT发送策略,DAS比CAS获得更大的和速率容量。
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