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Femtocell技术作为下一代通信中的关键技术之一,通过以很低的成本提高室内信号的覆盖,快速扩充系统容量,减少Macrocell的负载和减少对人体的辐射等优势在近几年得到业界的广泛关注。尽管Femtocell能给运营商和用户带来很多优势,但是由于Femtocell是由用户购买布置,运营商无法事先确定Femtocell的数量和位置,传统的频率分配方法已变得不再适用。同时运营商需要在Femtocell内部根据周围的无线信息(比如邻居基站信息,信道使用情况等)进行无线参数的自动配置和优化。在频谱资源紧缺及节能需求下,如何设计高效的频率分配方法和Femtocell的自优化方法以提高资源的利用率和功率效率具有重要的意义。本文主要是根据Femtocell的分布式特性,通过基站之间的协作为基础所提出的有效资源复用方式和Femtocell的自优化方法。论文首先介绍了Macrocell/Femtocell分层网络中的相关理论技术基础,包括Femtocell中的一些关键技术以及OFDMA技术原理及WiMAX TDD帧结构,然后对分层网络中的干扰情况进行分析并搭建系统级仿真平台,该平台用于OFDMA分层网络中的下行吞吐率、用户的SINR累计概率分布、系统的阻塞率,以及Femtocell的发射功率分析。其次,本文提出了一种适用于分层网络中的Macrocell和Femtocell之间的资源复用方法。该方案首先对Macrocell采用(1,3,3)资源复用方式,然后Femtocell根据Macrocell的调度信息和邻居Femtocell的频率使用信息来进行频率选择。对处于同一邻居集的Femtocell使用正交的频率资源,对处于不同邻居基站集的Femtocell间进行资源复用。仿真结果表明,这种资源复用方法能够提高系统的容量和降低系统的阻塞率。最后,本文研究了在Macrocell满负载的状态下,以Femtocell之间协作为前提,提出了一种根据信道状态、用户的业务需求、Femtocell中的用户数和用户的位置来对Femtocell的频率和功率进行联合优化的方法,以动态适应无线环境信息的变化。仿真结果表明,该方法能够降低用户的阻塞率和提升Femtocell的功率效率。