双层网络中一种协作博弈的动态资源分配方法

针对双层网络模型中宏小区用户层和毫微微小区用户层存在共信道信号互相干扰的问题,提出了一种协作博弈的动态资源分配(CGDRA)方法.该方法首先根据宏小区用户的路径损耗和QoS需求,对宏小区用户层的发射功率进行分配,然后以所有毫微微小区用户的数据速率之积作为效用函数,以毫微微小区用户的QoS需求为约束条件,构建了毫微微小区用户层总发射功率受限的协作博弈模型,并采用动态子载波分配算法和自适应功率分配算法得到了该博弈模型的低复杂度近似最优解,优化分配了毫微微小区用户的频谱资源和发射功率,提高了系统的传输速率.仿真结果表明:在双层网络中,CGDRA方法在系统数据速率和用户的公平性上获得了较好的折中;与最大最小公平性算法相比,系统的数据速率提高了30％;与最大速率算法相比更加公平.     

密集小区多载波系统中基于业务排队的能效优化

密集小区技术是满足未来高容量、高能效蜂窝通信的关键技术之一。在密集小区场景下,虽然单个基站的能耗降低了,但是由于基站总数大幅度增多,蜂窝网络的总能耗还是会随业务的增多而提高。基于用户业务排队的用户分配、频谱分配和功率分配可以有效地提升系统性能。该文研究在多载波正交信道下,基于用户业务排队进行用户调度、载波分配、功率分配来降低系统长时间的总能耗,同时保证用户业务传输的需求。通过利用Lyapunov优化理论,把问题转化成一个混合整数规划问题,并给出了多载波正交信道下的用户调度、载波分配、功率分配的算法。仿真结果验证了该算法能够降低系统能耗,同时与以优化系统和速率为目标的算法具有一致的系统和速率。     

认知Femtocell网络中下行链路资源分配的研究

宏蜂窝和家庭基站（Femtocell）之间组成的双层网络中,由于共享频谱资源,因此增加了相互之间的干扰,从而减小了系统容量.文中针对双层网络之间的干扰,通过将认知无线电技术引入Femtocell中,进行动态频谱接入,从而减小了信道之间的干扰.Matlab仿真结果表明,构建的密集型认知Femtocell网络相比于传统的Femtocell网络,平均系统容量提高了约50％;所提出的联合信道功率分配算法在可用信道较少时,平均中断率也远低于固定功率控制算法.     

低复杂度大规模MIMO系统上行功率分配算法

为了降低莱斯信道衰落下多小区大规模多输入多输出系统上行链路功率分配算法的复杂度,提出了基于小区近似和速率的低复杂度功率分配算法.首先,给出基站采用最大比合并接收时的小区和速率近似表达式及其上下界;然后,在小区发射总功率受限及保证用户服务质量需求的条件下,提出分别基于上、下界的2种功率分配算法.这2种算法仅利用大尺度衰落等长时信道信息,减少了信道估计开销及运行功率分配算法的次数,从而降低了系统实现复杂度.仿真结果表明,与等功率分配算法相比,所提算法在低信噪比下能够显著提升系统和速率;然而,信噪比越大,性能增益越小.因此,这种新的功率分配算法可以有效应用于低信噪比情况.     

分层网络下行中断概率的闭式表达

针对用边界值形式表示的共信道干扰限制分层网络的下行中断概率不够精确的问题,采用随机几何理论建模网络结构,并在此基础上推导了每层下行中断概率的闭式表达式.首先构建了关于宏小区信号功率和毫微微小区聚合干扰功率的下行接收信干比函数,然后以聚合干扰功率为条件,根据宏小区信号功率的概率分布推导了接收信干比不高于门限值的概率,最后利用聚合干扰功率的概率分布计算条件中断概率的期望值,得到了中断概率闭式表达式.仿真结果表明:当毫微微小区基站发射功率降低3.16mW(小区平均数为100),或小区平均数减少20个(基站发射功率为100mW)时,能够分别使宏小区下行中断概率减小约20%或5%.     

基于中继OFDM系统的成比例公平分配算法

为了满足无线蜂窝小区内不同用户的业务需求,针对下行正交频分复用中继系统,提出一种基于成比例公平约束的资源分配方案,其主要包括基站与中继处的子载波和功率分配,并在子载波分配过程中提出2种算法.其中,严格的速率成比例公平算法以尽可能满足速率成比例公平为目标,将子载波优先分配给比例公平性最差的用户;松弛的子载波成比例公平算法将速率成比例松弛为子载波成比例,避免了信道较差的用户占用大量子载波.子载波分配结束后,根据子载波分配策略进行注水功率分配.仿真结果表明,2种算法均能够较好地满足成比例公平约束,且与传统无中继的资源分配算法相比,明显提高了系统吞吐量.     

下行链路基站协同蜂窝系统中的功率分配和干扰消除方法

蜂窝间干扰是无线蜂窝网络中一个重要的性能瓶颈, 基站协同可以消除小区边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰, 提高蜂窝系统的性能和频谱效率. 针对下行链路基站协同通信系统, 提出一种信道衰落补偿功率分配方法, 以及内部联合分布式空时编码(inner joint distributed space-time coding, IN-J-DSTC) 基站协同传输方案, 以抑制蜂窝边缘用户受到的严重的蜂窝间干扰. 仿真结果表明, 该方法可以根据信道状况, 在源基站及协同基站间自适应地分配信号发送功率, 同时明显消除蜂窝边缘用户所受到的蜂窝间干扰, 从而显著地提高系统的误码率性能.     

多信道认知无线电频谱感知次用户和功率分配

为提高多信道认知无线电的吞吐量,提出了协作频谱感知子信道次用户和传输功率的联合分配算法.该算法基于主用户的存在状态,在约束次用户协作检测概率和总功率的基础上,以最大化次用户所有子信道的吞吐量总和为目标,通过交替方向优化获得子信道次用户和传输功率的联合分配.仿真结果表明:文中提出的联合分配算法通过较少的迭代次数就可以获得最优值,并且能够根据子信道状态动态地分配子信道次用户和传输功率,提高了次用户的吞吐量.     

基于保护邻居基站主载波的载波（重）选算法

毫微基站(Femtocell)的引入,给无线网络的干扰管理带来新的挑战。在动态部署Femtocell的网络中,每个进入网络的基站选一个载波作为主载波,主载波提供小区的全局覆盖和初始化接入服务。主载波选择的好坏,直接影响小区边缘用户的通信质量。本文提出基于保护邻居基站主载波的家庭基站载波重选算法,基站借助用户测量汇报得到背景干扰信息,重选主载波;本算法着重考虑对邻居基站边缘用户影响,降低小区边缘干扰。仿真结果表明,该算法可以提高系统平均吞吐量和边缘用户的频谱效率。     

基于对偶分解的 MU-CoMP 联合资源分配算法

在MU-CoMP-JT(multi-users coordinated multiple-points joint transmission)资源分配算法中,大多数将功率分配与子载波分配分为独立的2个部分进行独立求解,这样势必会降低系统性能,而实际上子载波分配和功率分配是密切相关的.为了有效地提升系统吞吐量,采用了迫零预编码技术,研究了一种在多个小区和多个子信道之间联合优化用户调度与功率分配的资源分配算法,该算法以最大化用户权重速率为目标,基于对偶分解理论,将原优化问题分解为多个独立优化的子问题.仿真结果表明,该算法与最优的穷尽分配算法相比性能有所降低,但有效地降低了复杂度,同时也能获得较好的性能.     

非正交多址认知无线电网络功率分配算法

非正交多址和认知无线电技术能有效提高频谱效率,是新一代移动通信系统的关键技术。针对功率域非正交多址认知无线电网络的能效优化问题,建立了满足次用户最小系统吞吐量和主用户最大干扰的次用户功率分配模型,将子信道吞吐量公式进行分解,得到子信道功率分配系数和子信道功率消耗率2个子问题。针对第1个问题,采取凸差(difference of convex,DC)规划算法将目标函数等效为2个凸函数差形式,并应用一阶泰勒展开式进行连续近似,将非凸问题转换为凸优化问题,从而得到子信道复用次用户最优功率分配系数;针对第2个问题,采用Dinkelbach算法和次梯度算法,利用拉格朗日函数,得到最优子信道功率消耗率。仿真结果表明,所提功率分配算法收敛速度快,时间复杂度低,其平均系统能效性能远优于分数功率分配算法。     

基于混合非正交多址接入的认知无线电网络的信道和功率分配研究

针对混合非正交多址接入(NOMA)的认知无线电网络的下行链路,以主用户的干扰功率阈值、次用户最小信息速率以及子信道复用用户数为约束条件,建立信道和功率资源分配的优化问题模型,提出了一种公平性可调的信道分配方法,得到信道和用户的匹配结果;采用凸近似和Charnes-Cooper变换的方法,得到复用用户的功率分配值.仿真结...     

一种多载波CDMA的子信道分配策略

为了获得高速、高质量的无线数据通信，增强多载波CDMA抗多址干扰和信道衰落能力，提出了一种子载波分配与功率分配相结合的信道分配策略。根据不同子载波上衰落幅度的不同，选择性地传输信息，对于衰落幅度较大的子载波不分配信号能量，将其信号能量分配到传输信号的子载波上，能有效地减小多址干扰，同时又能获得较大的分集增益。这种基于子载波衰落幅度的分配策略与其它文献报道方案比较，具有较低的计算量与较好的收敛性，是一种工程可实现性方案。     

低压电力线通信子信道等效优化方法

根据低压电力线信道的特性,结合自适应比特和功率分配算法,提出了一种子信道等效优化方法。应用此方法在传输总比特数一定,基于发送功率最小化模型情况下,研究使用子信道优化等效方法对系统性能的影响,等效子信道优化算法将特性相同或相近的子信道放在一起考虑,不仅能减少信令负荷,还可以使频谱得到更好地利用,仿真结果表明,使用子信道优化算法后系统能获得更低的误比特率。     

高密集场景中家庭基站基于用户公平性的高能效资源管理分配方法

异构网络中,随着家庭基站的部署越来越密集,家庭基站之间的同层干扰和家庭基站与宏基站之间的跨层干扰严重阻碍了系统性能的进一步提升,提出一种基于用户公平性的高能效资源管理分配方法;利用半合作博弈实现家庭基站的资源分配。半合作博弈分为协作信道分配以及最优化功率分配。仿真结果表明,该优化方案不仅可以提高家庭基站及宏基站的吞吐量,还可以提高家庭用户之间的公平性。     

基于博弈论的Femtocell双层网络的功率控制算法

在由Macrocell和Femtocell（家庭基站）组成的双层网络中,当Macrocell和Femtocell共享频谱资源时,两层网络之间必然存在信号干扰.文中考虑各Femtocell用户受其余用户的干扰总和是不相等的,将该干扰因子引入代价函数,提出了改进的基于Stackelberg博弈的功率控制方法,证明了该博弈不仅存在纳什均衡,且均衡点唯一.同时,考虑到在博弈均衡后,部分Femtocell用户的信干噪比（SINR）无法满足正常通信的最低SINR要求,提出一种基于自适应干扰控制算法,该算法通过控制部分Femtocell用户对宏基站的干扰,从而增加可正常通信的Femtocell用户数量.Matlab仿真结果表明,改进后的算法不仅能使均衡点唯一,而且提高了Femtocell用户的性能,同时能使更多Femtocell用户满足SINR下限要求.     

Service-Oriented Wireless Multimedia Multicasting with Partial Frequency Reuse

Service-Oriented Architecture(SOA) is employed in a wide range of applications because it promises to expose computation-intensive tasks as services and combine them with new applications to accelerate their applications development process. For service-oriented multimedia applications, the performance of multicasting transmission services under multimedia traffic must be evaluated. Multiview Video(MVV) is a promising and emerging type of multimedia traffic that consists of multiple video streams, allows stream switching, and requires strict Quality-of-Service(Qo S). In this study, we investigated multicast transmission of MVV in wireless cellular networks with Partial Frequency Reuse(PFR) and focused on two challenging problems:(1) multicast group formation and(2) subchannel and power allocation. Initially, we propose a novel Content-based Partial frequency reuse Diversity Grouping(CPDG) scheme to allocate users to multicast groups on the basis of Partial frequency reuse Diversity(PD) in wireless networks with PFR. After group formation, an optimization problem for subchannel and power allocation is formulated to minimize network power consumption under Qo S constraint. Thereafter,the optimization problem is divided into two subproblems and solved using simplex method and Karush-KuhnTucker(KKT) condition. Finally, to solve the optimization problem, a suboptimal scheme referred to as Partial frequency reuse Diversity Based Energy-efficient Multicasting(PDEM) is proposed by dynamically allocating wireless resources under Qo S constraint. The simulation results show that the proposed PDEM scheme can achieve close-to-optimal performance. Moreover, mathematical analysis of the effect of PD on network performance can provide guidelines for optimization of multimedia traffic in multicasting-enabled wireless cellular networks with PFR.     

异构网络中软频率复用场景下的干扰管理

将软频率复用(SFR)引入到由毫微微小区和宏小区组成的双层异构网络中,提出基于软频率复用的小区间干扰协调(ICIC)方案.先根据SFR方法对宏小区进行频率资源分配,然后使毫微微小区用户使用宏小区用户未占用的频率资源.仿真结果表明:该方案能有效地解决宏小区和毫微微小区间的同频干扰问题.