OFDMA网络比例公平性的中继资源分配

在中继协作正交频分多址（OFDMA/Relay）系统中,应用协作博弈论提出一种比例公平性的多用户中继资源（子载波和功率）分配方案.定义了用户基于比特传输速率的效用函数,并建立中继资源分配的协作博弈模型.求解此博弈的纳什议价解（NBS）具有较高的计算复杂度,为此,提出一种快速子载波与功率联合分配算法,即：先进行固定发射功率的最优子载波分配,再进行最优的发射功率分配,最终通过上述迭代方式获得联合资源分配的NBS.仿真试验表明：与已有的OFDMA/Relay系统资源分配算法相比,所提出的NBS求解算法能够在提高系统频谱资源利用率的同时,对用户进行更为公平的中继资源分配.     

协作网络中采用双层博弈的资源分配方案

在多源多中继协作网络中,为避免协助同一源节点的中继节点之间过度干扰并实现中继节点的效用最大化,提出了一种在双层博弈框架下的联合功率控制和源节点选择的分布式算法。该算法通过中继节点功率控制的非合作子博弈与源节点选择的演化子博弈交替迭代,在抑制中继节点之间干扰的同时实现了中继节点对源节点的合理选择,并证明了双层博弈纳什均衡的唯一存在性。仿真结果表明,本文提出的双层博弈分布式算法可使系统收敛至纳什均衡。     

自适应小区间干扰协调技术

提出了一种基于势能博弈的自适应分布式功率分配算法,将带有惩罚因子的多小区子带容量作为效用函数,把一个全局优化的问题转化成一个多次迭代的局部优化问题,通过梯度投影准则动态地对每个资源块理性地分配功率,达到协调小区间干扰、提高系统容量和降低时间成本的目的.仿真结果证明,该算法有效地降低了系统容量损失,改善了小区边缘用户的吞吐量.     

OFDMA蜂窝中继网络中继选择算法研究

提出两种用于正交频分多址(OFDMA)蜂窝中继网络的中继选择算法,一种在限制数据速率情况下,以用户能量消耗最小化为优化目标;另一种在限制花费能量情况下,以系统频谱效率最大化为优化目标.同时,加入了小区内负载平衡处理机制.首先将基于定价的多小区非合作功率分配博弈模型引入蜂窝中继网络中,得到每一跳的功率-效用对;然后将其合并得到每条路径的功率-效用对;最后依据不同的优化目标,在可行路径的功率和效用之间进行折中中继选择.仿真结果表明,相对于基于信干噪比(SINR)的中继选择算法,提出的两种中继选择算法分别达到了其优化目标,获得了相应的性能增益.     

MIMO协作传输系统的中继选择及中断概率分析

为实现多输入多输出(MIMO)再生中继网络中源节点和目的节点之间的协作传输,提出了一种中继选择算法. 被选中的中继节点的两跳链路等效功率增益的最小值在所有备选中继节点中最大. 针对该选择策略,采用一种理论近似的方法分析了其中断概率. 基于这种协作策略还给出了在总功率受限的条件下,源节点和中继节点之间的功率分配方法. 理论分析和仿真结果表明,该选择算法可显著降低系统中断概率. 同时,分布式的选择算法在系统性能和复杂度之间取得了较好的平衡,是可使用的中继选择策略.     

用于多小区OFDM系统的分布式上行功率控制算法

为了协调小区间干扰,提高边缘用户性能,研究了OFDM系统多小区间的功率分配问题.基于非合作博弈理论,给出既可以保证每个用户信干比最小又考虑其他小区同信道干扰的效用函数.通过求解最大效用函数值,得到一种多小区分布式上行功率控制算法.该算法中每个小区只需本地信息就可以协调小区间干扰,实现了用户间公平性与频谱利用率的最佳折中.通过仿真分析,讨论了算法的参数选取,验证了算法的收敛性.仿真结果表明,与等功率分配相比,虽然吞吐量下降了17%,但是公平性提高了1.7倍.     

基于博弈论的宽带无线系统功率控制算法研究

将博弈论理论应用于宽带无线系统中的多天线的功率控制,构建了分布式通用功率控制的框架. 将功率控制描述为N用户的非合作博弈,用效用函数表示各天线的服务质量（QoS）等级,用代价函数表示达到该等级需要付出的代价,将功率控制描述为最大化净效用（效用函数与代价函数之差）的过程. 同时提出了一个符合该框架的功率控制算法,并证明了该算法收敛于唯一的纳什均衡点,且具有适应不同的QoS等级的可调因子     

基于博弈论的协作中继策略

针对无线网络中协作节点公平、高效的资源分配,提出一种基于博弈论的协作中继策略.设置节点的中继策略为其中继码元数和相应的中继功率,建立中继策略选择的联合博弈(JSPAG)模型.为求解JSPAG的双赢纳什议价解(NBS)策略并降低其运算复杂度,将JSPAG依次分解为码元分配博弈(SAG)和功率分配博弈(PAG).应用凸优化理论,分别证明SAG和PAG具有惟一的纳什议价解;使用低复杂度的策略搜索算法求得SAG和PAG的惟一NBS解.仿真实验表明:与直接传输策略相比,所提出的NBS策略能使协作节点获得公平的数据传输速率增益;与最大化系统速率策略(即不考虑用户间的公平性)相比,NBS策略能在获取节点间公平性的同时减小系统资源利用效率上的损失.     

基于干扰比例分配机制的博弈式功率分配策略

研究了认知无线电系统中的功率分配策略,分析了基于博弈策略的最佳效用函数. 针对干扰受限条件,提出了一种适合分布式场景的,根据认知用户对主用户产生的干扰比例来限制自身最大发射功率的方法. 通过计算机仿真,考察了不同比例分配方式下的系统性能,并对仿真结果进行了比较. 仿真结果表明,各认知用户对主用户干扰比例相同的功率限制策略可使系统获得较好的性能.     

协作通信系统中能效优化的中继分配算法

在协作通信系统中,中继节点的合理分配对于系统性能提升具有重要的意义。然而,现有的方法往往只从系统容量最大化或者功率最小化单方面研究中继节点分配,缺乏对两者的综合考虑以致最终的中继分配结果不是最优。通过对基于能效(容量/发送功率)的中继分配进行研究,提出一种能效最大化为目标的中继分配算法(EERAA)。该算法首先优化各协作链路能效,然后通过最大权重匹配方法为各源移动终端进行中继节点的分配,从而有效地提高系统能效。经仿真验证,该算法跟现有的算法相比,能得到更高的系统能效。     

OFDM双向中继子载波配对与功率联合优化

为了提高基于正交频分复用(OFDM)的放大转发模式下双向中继系统总容量,提出了一种低复杂度的基于信道增益排序子载波配对算法(SP-SCC)和一种联合该子载波配对与功率分配的资源优化策略. 该策略首先是在等功率的条件下进行SP-SCC方法的子载波配对; 然后在系统总功率的限制下,利用对偶分解获得各子载波间的功率分配; 最后将各子载波上的功率分配到各节点上,即获得了各节点上最优功率分配. 仿真结果表明,所提的资源分配策略可以提高系统总容量.     

无线再生中继网络的功率优化分配

针对中继传输中系统性能与发送端和中继器发射功率均有关的问题,提出了一种在总功率一定的条件下,以误码率最小为准则,优化分配发送端和中继器发射功率的方法.对于两跳中继（无分集）和合作分集两种再生中继网络,以大信噪比时的误码率上界表达式为目标函数,通过Lagrange乘数法求得发送端和中继器功率优化分配的数值解.仿真结果表明,与发送端和中继器均匀分配功率相比,经功率优化分配后的中继网络,在误码率下降的同时,中断概率和信道容量的性能也得到提升.     

非对称双向中继信道中断概率分析与功率分配策略

为改善非对称瑞利衰落信道下双向放大转发中继系统的中断性能,提出一种新的最小化中断概率的功率分配方案.引入非对称因子,通过理论分析给出传统三节点网络结构中4种非对称双向中继信道下系统中断概率的闭合表达式,并通过仿真比较发现下行信道非对称系统中断性能最差.针对下行信道非对称系统,利用基于信道状态信息的用户节点功率分配方案来最小化中断概率,该方案中功率分配值为与非对称因子有关的分段函数,节点能根据信道状态的变化自适应调整发射功率.仿真实验结果表明:提出的功率分配方案可以改善下行非对称双向中继系统的中断性能,与等功率分配方案相比,非对称因子越小,改善效果越好.     

OFDMA解码转发中继系统的最优资源分配

针对正交频分多址接入-解码转发（OFDMA-DF）中继系统,提出了以最大化系统加权和速率为目标的子载波分配、功率分配、传输方式选择和中继选择联合优化问题. 基于凸优化理论,提出了一种最优资源分配算法,其复杂度仅与子载波数成线性关系. 理论分析和仿真结果表明,结合用户权重的调整,该算法既可实现资源分配的公平性,又可有效利用中继节点的能力,提高系统容量.     

基于免疫遗传算法的两跳OFDM-Relay系统的资源联合优化

针对再生中继方式,分析了两跳OFDM-relay系统中的功率、带宽的资源联合优化,并以最大化端到端的信息速率为优化准则,给出了两跳的优化的带宽分配结果和此情况下的功率分配的注水定理算法。同时,基于“免疫遗传算法”提出了两跳子载波配对的策略。仿真结果表明资源联合优化与传统的平均资源分配相比,明显提高系统容量,且功率优化的作用强于带宽优化。通过两跳子载波配对策略能进一步增强系统性能。     

基于不同信道状态信息的两跳中继系统最优功率分配

根据已知瞬时信道状态信息或统计信道状态信息2种情况,分析了不同转发方式下两跳中继系统的信道容量,并以最大化系统容量为优化准则,提出了在发射端和中继器间的最优功率分配方案. 仿真结果表明,与传统的平均功率分配相比,最优功率分配能根据信道状态的变化自适应地调整两跳发射功率,显著提高系统容量.     

OFDM多跳中继系统的子载波功率分配

针对非再生和再生两种中继方式,研究了宽带正交频分复用（OFDM）中继系统的子载波功率分配问题。首先在2跳非再生中继方式基础上,推导并给出了2跳再生中继方式下的等效信道增益;然后利用注水定理在子载波对间进行功率分配;最后把上述结论推广到多跳中继系统中。仿真结果表明,相比直传系统和平均功率分配机制,最优功率分配的OFDM中继系统有明显的容量增益,且多跳中继系统能有效扩大覆盖范围。     

基于纳什均衡的网格资源管理模型

提出了一种基于纳什均衡的网格资源分配模型.该模型中,多个资源是合作博弈参与者,将任务在资源上的等待时间转化为一个极大极小问题,通过数学模型求得最优解,并据此提出了任务的分配算法.分析证明该算法可以实现合作博弈唯一的纳什均衡.