随着蜂窝移动通信系统的蓬勃发展,频谱资源日益紧缺,而用户对数据传输的要求却越来越高,如何优化现有频谱资源,使有限的频谱资源得到有效利用是当前研究的热点。OFDM技术是新一代移动通信系统中的核心技术之一,而资源分配对于OFDMA系统的性能具有非常重要的影响。基于OFDMA的蜂窝移动通信中,蜂窝内的干扰问题已经得到很好地解决,所以影响系统的主要问题来自蜂窝间干扰,每个蜂窝的资源分配都会影响其他蜂窝的性能,所以需要研究多蜂窝OFDMA系统的动态资源分配算法。在此算法中,根据用户的信道瞬时增益信息自适应为用户分配资源,在满足一定的限制条件下,有效提高资源利用率和系统容量。本文在多蜂窝的情况下,主要从速率自适应准则(rate adaptive)出发研究了OFDMA系统的动态资源分配算法。本文研究的主要内容和创新点主要包括以下几点:一、首先构造多蜂窝OFDMA系统功率分配模型,优化目标为满足各基站的功率限制条件下,最大化网络效用。为了使用分布式方法解决网络效用最大化问题,同时克服完全非合作博弈的低效和合作博弈的庞大开销,我们提出基于价格机制的非合作功率分配博弈算法(NCPGP),通过交换信道信息协调相邻蜂窝的发射功率,抑制蜂窝间干扰,提高系统效用。我们设计了一个高效率的分布式价格机制,在理论上证明了基于定价非合作功率分配博弈算法中纳什均衡的存在和收敛性。仿真结果阐明,NCPGP算法相对于NCPG算法、注水算法和平均功率分配算法,其性能有显著提高,特别是在蜂窝间同频子载波干扰严重的场景下,引入价格机制的博弈具备更加优异的性能。二、由于无线信道存在频率选择性,不可能所有的子载波都同时处于深衰落,在多用户系统中,对某个用户不适用的子载波,对于其他用户来说,可能是性能比较好的子载波。因此通过动态子载波分配,使信噪比高的子载波得到充分利用,从而提高系统性能。我们在NCPGP算法的基础上,提出了基于非合作博弈的多蜂窝OFDMA系统的资源分配算法。我们首先定义加权数据速率和表示单个蜂窝的效用函数。然后,在最大功率限制条件下,把效用最大化问题模型化为基于价格机制的非合作资源分配博弈。在该博弈中,各蜂窝内的基站通过独立控制子载波和功率分配,实现自身的效用达到最大。仿真结果表明,提出的算法相对于完全非合作资源博弈,系统容量显著提升,子载波动态分配所实现的系统性能明显优于子载波静态分配。三、考虑到实际场景中基站的功率不一定都是连续可调,本文研究了离散功率控制和子载波调度联合优化问题。从合作博弈理论的思想出发,使用分布式方法解决网络效用最大化问题,为了避免最佳响应/更佳响应收敛所产生的纳什均衡点可能不是理想最优解的情况,同时也为避免枚举法所产生的巨大网络开销,我们提出基于协商机制的效用最大化算法,通过自适应分配子载波和功率水平,在满足各基站的最大功率限制条件下,实现系统效用最大化。我们从理论上证明了算法以非常高的概率收敛于全局最优。在仿真过程中我们可以观察到,算法能收敛于全局最优的概率非常高。