多用户协作通信中基于比例公平的资源分配

研究了多用户协作通信系统容量与用户间比例公平性的折衷优化问题,将该优化问题视作非凸优化问题．为减小算法复杂度,利用并行分解的方法给出了一种机会中继与分布式功率分配的联合资源优化算法．首先提出了基于用户容量增益的机会中继选择策略,然后利用KKT条件给出了分布式节点优化功率分配算法．仿真结果表明：相对于随机中继选择以及平均功率分配,该算法在具有较低的算法复杂度的同时,能够显著提高系统性能并保证公平性．     

基于用户公平性的OFDMA业务分集资源调度算法

提出了一种基于用户公平性、适用于多用户传多业务的OFDMA移动通信系统的资源调度算法。该算法采用跨层设计方案,综合考虑MAC层业务的QoS要求和物理层的信道状态信息进行自适应资源调度,以实现提高系统容量和保证用户公平性之间的折中与优化。仿真结果表明,相对于未采用业务分集的方案,该文所提算法能够显著的提高系统容量;同时,相对于已有的基于容量最大化的算法,所提算法在保证用户公平性方面有明显的优势。     

基于OFDM的认知无线电子载波功率分配算法

在基于正交频分复用(OFDM)的认知无线电系统中,由于系统发射功率预算和主用户与感知用户干扰受限,以最大化感知用户的容量为目标的最优功率分配算法复杂度太高,提出了两种基于线性注水机制的改进算法及简化算法,改进算法可以通过线性计算快速确定不需分配功率的子载波,进而不需多次迭代就可完成注水过程。仿真结果表明,改进算法下感知用户系统的容量非常接近最优算法,但是复杂度却远远低于最优算法。     

超密集异构网络中的一种混合资源分配方法

针对在宏小区覆盖范围内高密度部署小小区所带来的跨层干扰和同层干扰,研究了超密集异构蜂窝网络中的资源分配问题,采用了一种共享频谱与分离频谱共存的混合频谱分配方案。依据簇中小基站与宏基站的干扰是否超过设定的阈值,将簇进行分类并以不同的方式进行资源分配,超过阈值的簇采用分离频谱的方式分配资源,反之,可共享整段频谱。而在每个小基站簇内,在相应的约束条件下采用对偶分解法求出规划的优化目标,为每个小基站分配子信道和功率。基于联合分配方案提出算法1和算法2(次梯度算法),算法1最接近最优解决策略,而算法2可以解决高复杂度问题,具有更高的实用性。仿真结果表明,所提方案能够有效地抑制干扰、提升系统容量,同时兼顾用户间公平性。     

一种基于遗传算法的OFDMA系统的跨层资源分配

针对现有的跨层资源分配算法计算量大、复杂度较高的问题,提出了一种基于遗传算法的OFDMA系统的跨层资源分配算法。利用遗传算法隐形并行处理、较好的全局搜索性能、易收敛到最优解的特点,在系统性能一定,且满足各个用户业务要求的条件下,对资源进行优化分配,较好地解决了跨层资源的分配问题。仿真结果表明,在满足用户间公平性的前提下,算法有效提高了系统的频谱利用率及吞吐量,减小了用户的平均等待时延,提高了服务质量,并且随着子载波数和用户数的增加,算法在复杂度方面优势更突出。     

基于进化策略和公平竞争的多用户OFDM系统资源分配

提出了一种用于多用户OFDM系统的资源分配算法(ESFC),能以低复杂度完成用户间的子载波、比特及功率分配,达到快速优化系统发射功率的目的。该算法同时考虑到动态业务的实时性和用户间的公平竞争性,将系统资源分配问题转化为数学模型的多约束优化求解问题。资源分配过程分为两个步骤,包括基于进化策略进行子载波分配和使用注水算法进行比特及功率分配。仿真结果表明:与现有算法相比,该算法能有效降低复杂度,在优化OFDM系统性能的同时兼顾了实时性需求,明显减少了运算量,能快速收敛到优化解。     

OFDM-SDMA系统上行资源分配算法

针对OFDM-SDMA系统的上行链路,以系统吞吐量最大为目标,建立资源分配问题的优化模型,提出一种低复杂度的次优资源分配算法.该算法分为载波分配和功率分配2部分:载波分配算法在功率平均分配的假设下为每个子载波选择用户集合;功率分配算法在载波分配的基础上,考虑相同载波上的干扰对用户进行注水功率分配.仿真结果表明:该算法获得的系统容量与传统OFDMA系统资源分配算法相比有较大幅度的提高;载波分配算法能很好地适应上行链路的特点,其性能优于下行链路载波分配算法;有扰信道注水功率分配亦优于固定功率分配算法.     

空分和频分混合接入方式下的无线资源调度算法

为进一步引入分集增益以提高无线资源频谱利用率,针对多用户多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统下行传输,提出联合OFDM和多用户空间复用MIMO混合接入方式下的用户调度和功率分配算法。采用这种混合接入方式不仅能够通过频率信道和空间信道的调度产生多用户分集增益,也能有效避免空分复用(SDMA)中频率复用产生的共信道干扰问题。在资源分配上,基于广义处理机共享(GPS)优化模型提出基于信道状态的并行加权公平队列(Cap-WFQ)调度和功率分配算法,算法在保证多媒体用户的最小数据率要求的同时优化系统吞吐量。     

空分和频分混合接入方式下的无线资源调度算法

为进一步引入分集增益以提高无线资源频谱利用率,针对多用户多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统下行传输,提出联合OFDM和多用户空间复用MIMO混合接入方式下的用户调度和功率分配算法。采用这种混合接入方式不仅能够通过频率信道和空间信道的调度产生多用户分集增益,而且能有效避免空分复用(SDMA)中频率复用产生的共信道干扰问题。在资源分配上,基于广义处理机共享(GPS)优化模型提出基于信道状态的并行加权公平队列(Cap-WFQ)调度和功率分配算法,算法在保证多媒体用户的最小数据率要求的同时优化系统的吞吐量。     

一种多用户MIMO OFDM系统中的跨层自适应资源分配算法

提出了一种多用户MIMO OFDM系统中的跨层自适应资源分配算法。在发送功率一定的条件下以吞吐量最大化为目标把用户等待时间作为优化因子,首先分配子载波,再分配子载波的比特和功率。最后分配空间子信道的比特和功率.仿真结果表明提出的算法能够满足用户等待时间的公平性和用户的QoS,而且能够有效提高系统的吞吐量.     

TD-LTE系统动态资源分配算法研究

动态资源分配算法能够有效提高频谱利用效率、系统容量以及减少发射功率。在TD-LTE通信系统中,下行链路采用了OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)技术,动态资源分配问题常建模为在非线性限制条件下求解非线性目标函数的最优化问题。针对无约束条件迭代算法、速率自适应算法与边界自适应算法分配特点,分析了动态资源分配算法如何满足TD-LTE(time division-long term evolution)中多媒体业务不同QoS需求。对3种主流算法复杂度、容量、发射功率等技术指标进行分析比较。同时讨论了如何使算法具有低复杂度并能使网络达到良好技术指标,以及将资源块与功率结合分配的解决思路。为TD-LTE系统的动态资源分配算法研究提供了可行方案。     

Optimal joint relay selection and resource allocation with QoS constraints in multiuser OFDM-based cellular networks

This paper investigates the relay selection and resource allocation problem in muhiuser orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) based cooperative cellular networks,in which user nodes could relay information for each other using the decode-and-forward (DF) protocol to achieve spatial diversity gain.Specifically,the paper proposes an optimal joint relay selection and resource allocation (ORSRA) algorithm whose objective is to maximize system total achievable data rate with the constraints of each user' s individual quality of service (QoS) requirement and transmission power.Due to being a mixed binary integer programming (MBIP) problem,a novel two-level Lagrangian dual-primal decomposition and subgradient projection approach is proposed to not only select the appropriate cooperative relay nodes,but also allocate subcarries and power optimally.Simulation results demonstrate that our proposed scheme can efficiently enhance overall system data rate and guarantee each user's QoS requirement.Meanwhile,the fairness among users can be improved dramatically.     

Novel resource allocation algorithms for multiuser downlink MIMO–OFDMA of FuTURE B3G systems

In this paper, subcarrier and power allocation problems for multiuser downlink MIMO–OFDMA of the FuTURE B3G TDD system are investigated. For the reciprocity of the TDD channel, the channel state information can be employed at the transmitter, thus eigen beamforming can be implemented efficiently. With the goal of minimizing the total transmit power under the condition that the QoS requirement of each user can be guaranteed, a novel dynamic resource allocation scheme is proposed to exploit the multiuser diversity gain. The proposed algorithm involves adaptive subcarrier allocation, adaptive modulation and eigen beamforming and achieves significant improvement in overall system performance. Based on the proposed scheme, a modified bit and power allocation is developed. The modified scheme reduces the computational complexity at little expense of system performance. Numerical simulations show that the proposed algorithm and the modified scheme can decrease the total transmit power effectively.     

比例公平保证下的SCMA能效资源分配研究

在倡导绿色通信的背景下,基于能效的资源分配算法是近些年研究的热点。针对稀疏码多址接入(sparse code multiple access, SCMA)下行链路系统,以保障用户服务质量为前提,降低接入网能量损耗,给出一种比例公平保证下的能效资源分配方案。将用户的最小速率需求以及传输速率比值作为约束条件进行能效资源分配。通过2个阶段的码本分配,既满足各个用户不同的速率需求,又保证了用户之间的公平性;根据已得到的码本分配方案,利用二分法求得近似最优能效下的功率分配。实验结果表明,所给出的算法在保证用户速率比例公平的前提下,也能获得较好的能效性能。     

GPON中面向多等级服务的动态带宽分配算法

为了实现吉比特无源光网络(GPON)带宽分配的公平性,降低网络的传输延时,提高带宽利用率,研究了GPON系统传输汇聚层的帧结构及动态带宽分配的实现方法,提出了一种新的动态带宽分配(DBA)算法———面向多等级服务的动态带宽分配算法.基本原理是根据业务的优先级以及各种业务对带宽的需求,在PON层和ONU层分别进行带宽的合理分配.理论分析和仿真试验证明,这种算法可以提高网络的吞吐量,满足各种业务的时延要求,并且对不同用户和不同等级的业务都具有很好的公平性.     

多跳协作中继网络的能量分配及路由算法

为了减少无线多跳网络的能量消耗,提出了一种协作路由算法. 在传统非协作路由的基础上,通过译码-转发与放大-转发混合的协作中继方式减少路由长度. 根据信道状态信息,推导了满足源节点和目的节点之间信道容量的前提下,节点所需的最小发射功率. 结合功率分配,提出了基于路由最小功率的协作路由算法及实现方式. 仿真实验结果表明,该能量分配方式和路由选择算法在保持低功耗的同时,降低了数据误码率,提高了节点的通信可靠性和能量利用率.      

一种基于SC-FDE的DF功率分配优化算法

协作分集是一种新兴的空间分集技术,能够有效地提高分集增益．而单载波频域均衡技术（SC-FDE）是一种有效对抗多径信道频率选择性衰落的关键技术．文中将这2种技术有机地结合起来,利用改进的空时编码方案并考虑到功率分配对系统性能的重要影响,提出了一种基于DF协议下的功率分配优化算法．并分别采用BPSK、QPSK和16QAM3种调制方式进行比较．仿真结果表明：在3种调制方式下与传统的等功率分配算法相比,新的功率优化算法的SER性能都有显著的提高．     

面向拥塞控制的WMN 联合功率控制与信道分配

为解决所构建的联合资源分配模型的资源分配问题,提出一种面向拥塞控制的联合功率控制与信道分配算法( CCJPCA: Congestion Control oriented Joint Power control and Channel assignment Algorithm) 。CCJPCA 算法通过混合编码策略实现了链路功率与信道变量的共同进化,利用Q-Learning 算法的回报机制实现变异策略的自适应选择,从而保证网络资源的合理配置。NS-3( Network Simulator-3) 仿真结果表明,CCJPCA 算法能优先为网络瓶颈链路分配网络资源,提高算法收敛速度,减少网络排队和重传时延,降低网络平均丢包率。     

在MIMO-OFDM系统中的空频最小化发射功率算法

在多输入多输出(MIMO)系统最小化发射功率自适应调制算法的基础上,针对实际的无线宽带信道,提出了适用于MIMO-OFDM空频二维最小化发射功率的自适应调制算法,并将其与均匀分配比特、功率的方案和空间最小化发射功率自适应调制方案进行比较.实验结果表明,所提出的空频二维自适应调制算法可以在保证系统目标传输速率和目标误比特率的前提下,进一步减小系统所需要的平均发射功率.