协作多点传输的无线资源分配研究

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由于LTE系统中小区间干扰比较严重、边缘用户服务质量无法得到保证,LTE-Advanced系统引入了协作多点传输(CoMP)技术,该技术能够有效地提高边缘用户性能和小区频谱效率。对于无线资源受限的通信系统,如何将无线资源进行合理的分配和使用显得尤为重要。本文设计了一种LTE-A下行MU-CoMP系统的资源分配新算法,旨在研究总功率受限并且满足用户最低传输速率要求的情况下最大化系统吞吐量的问题。为了降低问题求解的复杂度,将资源分配的联合优化问题分解为子载波分配和功率分配两个子问题。在分配子载波时,首先假设各个子载波上等功率分配,根据用户的最低传输速率要求为每个用户进行子载波的初分配,然后结合用户的空间投影和信道状态信息对剩余子载波进行二次分配。最后,在子载波分配的基础上,对系统目标函数和约束条件进行简化,基于拉格朗日对偶理论得到了最优功率分配的闭式解。然而最优功率分配必须通过大量迭代才能完成,因此设计了一种改进的功率分配算法,先对功率初次分配以满足各个用户的最低传输速率要求,再对剩余功率进行注水分配,从而达到系统吞吐量的最大化。仿真表明,本文设计的基于空间投影的改进子载波分配算法和基于拉格朗日对偶的次优功率分配算法,能够保证每个用户的最低传输速率要求,并且获得了较好的系统性能。
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