一种用于OFDMA认知网络的低复杂度资源分配算法

针对功率受限的多用户正交频分多址接入(OFDMA)认知网络,提出了一种低复杂度的资源分配算法,包括子载波和功率分配.在子载波分配中,选取包含最差信道质量的子载波优先分配给用户,再将剩余的子载波信道质量值按方差的降序分配给用户,避免了最后未被分配的子载波恰好只能分配给对应信道质量最差用户的情况发生;在功率分配时,在传统线性注水算法的基础上增加了对主用户抗干扰阈值的判断,在最大化次用户吞吐量的同时,提高了主用户的抗干扰能力.仿真结果表明,与已有算法相比,该算法能够有效提升分配给用户的最差子载波信道质量,在用户吞吐量上接近于传统线性注水算法的性能上限,具有良好的主用户公平性,且计算复杂度低.     

高公平性的OFDMA自适应资源分配方案

针对基于速率自适应准则的正交频分多址自适应资源分配中系统容量和用户公平性的不兼容性问题,提出一种高公平性的自适应资源分配方案.该方案通过基于高公平性的子载波分配算法和基于模拟退火的人工蜂群算法的功率分配实现.在子载波分配算法中,通过引入比例因子a,将子载波分为两部分,首先选取a N个子载波分配给速率比例低的用户,以保证用户间的高公平性;然后将剩余子载波分配给信道增益最高的用户,且每个用户最多只能分配一个子载波,以提高系统容量.在功率分配中,利用基于模拟退火的改进人工蜂群算法实现在所有用户之间的功率寻优,以此获得更大的系统容量.仿真结果表明:所提出的方案不仅保证了用户之间的高公平性,而且有效增加了系统容量,证明了该算法的有效性.     

一种优化的认知无线电网络资源协同分配算法

在目前的认知无线电研究中,多用户OFDMA系统中如何实现子载波和功率的合理分配是研究的重点之一.针对认知无线电资源分配过程中出现的多认知用户资源分配不公平的问题,研究了认知无线电网络中授权用户占用子载带时,认知用户的吞吐量受限制的问题,提出了一种基于underlay频谱共享模式下的OFDMA认知无线电网络功率与子载带协同分配优化算法.该算法利用干扰门限的设置,使用原始感知信息(RSI)和信道状态信息(CSI)进行功率与子载波分配,然后分别进行功率控制和用户选择的计算,找到最优化传输功率与每个子载带最优使用用户,在保证授权用户免受有害干扰的前提下,使授权用户存在时,也可共享频谱传输,确保了系统的稳定性,提高了网络吞吐量.理论分析与仿真结果表明,相比传统的功率与子载波联合分配算法,该算法可以提高系统的平均加权吞吐量.     

一种提高低信噪比OFDM系统频谱效率的资源分配算法

为了提高OFDM系统在平均信噪比较低条件下的系统性能,提出一种新的资源分配算法.首先将子载波数作为参变量优化系统容量,分析子载波选择对系统容量的影响,计算使系统容量最优的子载波数,并且考虑系统对误比特率的限制,确定子载波的选择准则.然后,在选定的子载波上进行自适应调制,通过信道容量的近似计算为各子载波初始分配比特数,能加快收敛速度,有效降低等功率OFDM系统资源分配算法的复杂度.仿真结果表明,在接收端获得完美和非完美信道增益信息条件下,所提出的资源分配算法都可提高自适应调制OFDM系统在低信噪比条件下的系统性能.     

基于公平性原则的简化自适应资源分配算法

提出了一种简化的自适应资源分配算法,此算法在保证用户公平性的前提下,使OFDMA系统的吞吐量最大化,且具有较低的计算复杂度.算法将整个分配过程分解为2步：基于公平性原则对子载波进行分配;计算各用户所需的总功率,并以注水算法对功率进行分配.仿真结果表明,相比于固定分配方式,笔者提出的自适应资源分配算法可以明显提高OFDM系统的频谱效率.     

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.     

一种OFDMA上行系统公平资源分配算法

为了提高无线网络吞吐量并兼顾用户之间的公平性,该文针对正交频分多址接入(OFDMA)系统的上行链路提出了一种比例公平的自适应资源分配算法。该算法考虑了上行系统中用户功率的离散分布特性,以最大化用户速率的对数和为优化目标。首先通过理论分析给出了上行比例公平资源分配的最优解形式,然后提出了一种兼顾效率和公平的上行OFDMA系统子载波和功率联合分配算法。仿真结果表明:相比传统的上行资源分配算法,该算法能够取得吞吐量和公平性之间的良好折中。     

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.     

放大传送协同系统中基于公平性的协同伙伴选择

提出了一种用于多用户协同通信系统的短期公平性协同伙伴选择方法,根据用户与接收终端之间的直接链路信噪比来决定伙伴选择顺序,其中具有最差直接链路信噪比的用户可以优先选择协同伙伴,而直接链路最好的用户则最后一个选择其伙伴,兼顾了用户的公平性以及系统性能.给出了该协同伙伴选择方法在独立同分布信道环境下的性能下限.计算机仿真结果表明,在一个具有独立同分布信道的8用户系统中,提出的方法与不考虑公平性最佳协同伙伴选择方法的性能差距约为1.5dB.     

超密集异构网络下的系统建模和时域干扰协调分析

采用基于随机理论的空间泊松点过程建立超密集异构网络的系统分析模型.在此模型下,通过分析异构网络中使用小区范围扩展技术和增强型小区间干扰协调技术引起的小区扩展区域和非扩展区域干扰类型不同的情况,分别推论出不同区域的中断概率和频谱效率等性能指标的表达式.针对异构蜂窝网络中存在几乎空白子帧(ABS)时,用户接入选择和资源分配方法过于复杂的情况,提出了一种动态分配几乎空白子帧算法.仿真结果表明:相较于固定几乎空白子帧算法,所提算法在兼顾各区域用户公平性的同时,可以使系统平均遍历容量提升10%~25%,同时也改善了扩展区域内的用户干扰问题.     

基于多臂赌博机的卫星通信系统子载波分配算法

为了提升卫星通信系统的频谱效率,在卫星系统采用正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA)传输技术的情况下,提出了一种基于多臂赌博机(Multi-Armed Bandit, MAB)的子载波分配算法。首先,建立基于OFDMA的卫星系统上行链路多用户传输模型。然后建立以用户总速率最大化为目标,以用户最大发射功率和用户服务质量为约束条件的资源分配问题。接着,利用MAB能在环境信息部分未知时在线学习摇臂选择策略的特性来求解该优化问题,并获得子载波分配方案。仿真结果表明,所提算法能实现系统子载波的自适应分配,同时用户总速率与贪婪算法在已知信道状态信息下获得的用户总速率几乎相同。     

认知无线电网络中的非正交多址资源分配算法

随着物联网的发展和移动终端的普及,用户对数据速率需求快速增长,移动通信系统依然面临着频谱资源紧缺问题。针对认知无线电网络中的非正交多址接入(non-orthogonal multiple access, NOMA)技术,研究了认知无线电网络中非正交多址信道和功率联合优化问题。以主用户干扰功率和次用户最小吞吐量以及子信道最大复用用户数为约束条件,综合考虑信道状态信息和功率资源,以提高系统能效为目标,建立了信道和功率资源分配优化模型。为了避免信道状态相近的用户复用在同一子信道上,提出了一种次优公平性可调的信道分配算法,并基于连续凸近似和Dinkelbach模型,得到子信道复用用户间的最优功率分配。仿真结果表明,所提算法可以在提高用户公平性的同时,有效提高系统能效。     

基于公平原则的多用户空间子信道分配算法

提出了一种基于MIMO/OFDM系统的空间子信道分配算法,在多用户环境下,以获取最大的系统吞吐量为目标,兼顾用户之间资源分配的公平性原则,充分利用系统的空间子信道资源,在保证发射功率恒定和一定的误比特率约束条件推导了多用户子载波分配准则,并给出了相应的算法流程.仿真结果表明,本算法具有良好的性能,既有效地提高了系统的吞吐量,又保证了用户之间资源分配的公平性.     

最小中断概率的无线协作多播网络资源分配

研究了基于正交频分多址(OFDMA)无线协作多播系统的资源分配问题,该系统的资源分配中只有用户的平均信道状态信息可用.由于瞬时深衰落的影响,不可能保证每一个多播数据的成功传输,因此为了达到有效可靠的传输,利用协作分集带来的潜在增益,提出了协作的联合子载波和功率分配算法来最小化多播传输的中断概率.由于联合分配问题有很高的计算复杂度,因此提出了次优化的分配算法.在子载波分配阶段提出了比例协作子载波分配算法(CP)来实现吞吐量和公平性的折中.在功率分配阶段采用迭代功率分配算法(IP)来有效地利用有限的功率.仿真结果表明所提出的协作算法的性能明显优于传统的非协作算法.     

OFDMA中继系统资源分配算法研究

为了公平且有效地在OFDMA中继系统下行链路进行资源分配,文章提出了基于效用函数的资源分配算法,并根据凸优化问题的对偶分解理论,提出了一种分布式求解算法,得到了相关问题的全局最优解.理论分析和数值仿真结果表明,文章提出的资源分配算法具有较低的系统复杂度,可以使系统效用函数最大,从而在保证用户公平性的前提下,使系统的和速率容量最大.     

OFDMA中继网络中联合队列和信道信息的资源分配策略

针对基于正交频分多址接入(OFDMA)的多中继、多用户的中继网络,研究了联合队列和信道信息的资源分配问题,目标是最大化下行系统吞吐量,同时保证用户队列的稳定.首先将子载波配对、载波对分配和功率分配问题建模为一个联合优化问题,之后通过对变量进行连续性放松,采用拉格朗日对偶方法进行求解,并利用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件及匈牙利方法获得优化问题的近似最优解.性能分析与仿真结果表明,与仅利用信道信息的算法相比,所提的联合队列和信道信息的资源分配算法能够有效地提高系统吞吐量并降低用户数据包平均等待时延.     

基于博弈论的OFDMA系统多小区资源分配算法

对于蜂窝正交频分多址(OFDMA)系统,相邻小区间的同频干扰是影响系统性能提升的重要因素。该文提出了一种用于OFDMA系统上行链路的多小区资源分配算法。该算法基于博弈论,各用户在速率要求限制下以最小化发射功率为目标,在各小区独立进行信道分配的前提下,用户通过基站反馈获得当前的信道分配方案及博弈状态(同频干扰水平),以此为基础进行发射功率分配,实现了一种分布式的资源分配算法。仿真结果表明,博弈算法可大大降低系统的发射功率,且优化信道分配下的博弈算法比固定信道分配下的博弈算法还可降低系统发射功率30%。同时,博弈算法的收敛速度较快,有利于实际实现。     

中继OFDMA系统的自适应资源分配策略

将中继OFDMA系统的资源分配问题建模成一个在每个接入节点功率受限,以及满足每个用户最小速率要求的条件下,最大化系统容量的数学模型,提出了一种基于对偶分解的资源分配算法,将该问题分解成若干个关于各个子载波的子问题进行求解,从而有效地降低了计算的复杂度.通过对各子问题的求解,可以获得最优的中继节点的选择方案以及功率、子载波的分配方案.仿真结果表明,该算法能够在保障不同用户速率需求的前提下,有效地提高系统的容量.     

基于遗传退火的密集D2D网络资源分配算法

针对高密集场景下传统D2D资源分配算法接入率较低的问题,提出了基于遗传退火的密集D2D网络资源分配算法.首先根据小区内用户之间的干扰情况构建干扰图;然后根据干扰图为D2D用户构建候选信道集合;最后设计适应度函数,并通过遗传退火算法寻找适应度最高的信道分配方案,以提高系统总吞吐量和D2D接入率.仿真结果显示,提出的算法与图着色算法和随机分配算法相比,系统总吞吐量平均增幅为6.2%和21.8%,D2D用户接入率平均增幅为14.7%和44.5%,表明该算法在提高系统总容量的同时,还能有效提升D2D对的接入率.     

OFDMA系统中满足不同时延要求的跨层资源分配算法

针对OFDMA系统下行链路资源分配和调度问题,提出了一种跨层子载波和功率联合分配算法。其优化目标是在保证每个时延敏感用户的平均时延要求的条件下,最大化时延不敏感用户的长期平均吞吐量。该算法首先根据时延敏感用户的时延要求、队列状态和信道状态进行子载波和功率联合分配,即每分配给一个子载波后就立即用最优的功率分配算法在该用户内部进行一次子载波功率分配,以满足其平均时延和比特溢出率(QoS);然后将剩余系统资源根据对平均速率提高贡献最大原则对时延不敏感用户进行子载波和功率联合分配。仿真结果显示,该算法不仅保证所有时延敏感用户的QoS和用户间平均时延的公平性,还在系统的平均吞吐量和满足用户的不同时延要求之间达到一个很好的平衡。