基于子载波选择配对及功率优化分配的OFDM系统

为了提升OFDM协作通信系统的网络覆盖率及网络容量,提出了一种基于子载波选择配对及功率优化分配的OFDM系统。在OFDM的系统模型上进行中继配对和非中继配对的性能分析,将子载波选择配对转换为一个整数规划问题,并采用基于匈牙利算法的规划方法进行配对矩阵的计算;根据OFDM系统的功率分配问题,采用KKT条件下优化中继功率及电源功率的方法进行功率分配。仿真结果表明,所提出的方法相比统计质量Qo S保证的资源分配方案以及OFDM中继系统异构服务的资源分配算法,在提高网络覆盖率和容量上表现出更好的效果。     

协同OFDM系统联合中继选择、子载波配对和功率分配算法

研究了协同OFDM系统中的资源分配问题,提出了一种联合中继选择、子载波配对和功率分配的算法.首先在假定等功率分配的情况下,对中继节点进行选择并对子载波进行配对,然后在此基础上对选定的子载波对进行功率分配.分析结果显示所提算法是一种计算复杂度比较低,且系统容量接近最优容量的算法.     

保证公平的最大化中继OFDMA系统容量策略

基于正交频分多址(OFDMA)解码-转发中继的系统资源分配方法不能兼顾系统容量与用户公平度。针对该问题,提出一种新的子载波与功率资源分配算法,其中包括子载波分配与配对以及功率分配2个过程。在子载波分配与配对过程中,设计新的同步子载波差值最小配对方法,以最大程度匹配两跳链路配对的子载波。在功率分配过程中,通过拉格朗日方法调整每个子载波对的功率,进一步提高系统传输速率。仿真结果表明,将该策略运用于不同的OFDMA子载波分配算法中能够较好地兼顾系统容量与用户间公平度。     

一种子载波配对和功率分配联合最优算法

在基于正交频分复用的多载波两跳中继系统中有两个关键的问题亟需解决:子载波间的功率分配和子载波配对.子载波功率分配和配对之间存在复杂的耦合关系,通过现有的方法对子载波功率分配和配对进行联合优化比较困难.在深入研究这种耦合关系的基础上,针对解码转发,利用凸优化思想,提出一种功率受限下的子载波配对和功率分配联合最优算法.仿真结果表明,本算法可以有效提升中继系统的系统容量.     

中继OFDMA系统容量公平资源分配算法研究

针对OFMDA解码-转发中继系统的资源分配问题,提出了一种以系统总功率和用户间的数据速率比例公平为约束条件,以最大化系统总速率为目标的资源分配算法。该资源分配问题为非线性最优化问题,联合求解所有变量复杂度很高,通过次优化的方法降低计算复杂度。算法包括：子载波分配和功率分配。子载波分配是以功率平均分配为前提,对基站-中继站和中继站-用户链路的子载波按照信道条件进行配对,并根据比例公平约束将配对的子载波分配给相应的用户。功率分配是对每个用户利用Lagrange方法调整每个子载波的功率,进一步提高系统的数据速率。算法仿真分析表明,该算法既能同时满足多用户不同数据速率的要求,又能提高系统的数据速率。     

AF型中继辅助OFDM系统中的功率优化

讨论了AF型中继辅助OFDM通信系统中的功率优化方案,并针对最优的功率优化方案很难得到闭合解的问题,提出了一种迭代的功率优化算法。这种迭代算法将AF型中继辅助OFDM通信系统中,单个子载波上源节点与中继节点间的功率分配问题以及各个子载波之间的功率优化问题分开,首先计算给定某个子载波上发送总功率下源节点与中继节点间的功率分配,然后在此基础上进一步优化子载波间的功率分配,并迭代逼近最优解。实验证明,在给定传输总功率的情况下,与传统的等功率分配相比这种迭代的优化方案可以获得较高的系统性能优势。     

认知无线电中基于比例公平的资源分配方案

在基于OFDM的认知无线电网络中,认知用户采用放大转发（Amplify-and-Forward,AF）协作模式进行数据传输。提出了功率和子载波分配及配对的优化算法,认知用户在子载波上的总发射功率是有限的,同时对授权用户造成的干扰必须低于门限值。采用拉格朗日对偶分解法和次梯度法对功率分配算法进行求解,并对子载波分配及配对算法进行了推导。仿真结果表明,与最大化总速率（maximize-total）公平性和最大化最小速率（maximize-worst）公平性相比,比例公平性（maximize-pro-fair）是一个能够使效率与公平性更加均衡的标准;在低信噪比时,就提高系统传输效率以及资源分配公平度指标而言,该算法依然优于其他三种分配方案。     

基于实际应用环境的OFDM协同认知网络资源分配算法研究

研究了基于正交频分复用(OFDM)的协同认知无线网络中联合资源分配问题.为了更好地适应实际的应用环境,考虑了多约束条件下的资源分配方案以最大化整个网络系统的吞吐量.针对不同的中继传输协 议,提出了相应的联合子载波匹配、功率分配和最佳中继选择的资源分配算法.仿真结果表明该算法在大大降低算法复杂度的同时亦能获得较好的算法性能.     

OFDMA 协同网络中基于QoS 保证的资源分配算法

针对正交频分多址(OFDMA)协作通信系统,为了解决数据传输速率最大化并提供尽力而为业务与实时业务的服务质量(QoS)保证问题,提出新型资源分配算法.通过以总功率受限为约束条件,定义基于数据速率、时延和丢包率的效用函数,并以在协作传输中以最大化效用函数为目标进行中继选择和子载波分配.通过中继和用户上的子载波和功率分配方案的设计,从而最大化网络数据传输速率并最小化时延与丢包率,为多种业务提供服务质量保证.采用最优化理论与方法求解效用函数,得到了资源分配结果.仿真结果验证了算法收敛,并给出功率分配结果,以及网络吞吐量和时延性能指标情况,验证了算法的有效性.     

改进的OFDM双向中继功率分配策略

针对放大转发(AF)模式下正交频分复用(OFDM)双向中继网络如何提高系统总容量的问题,提出了一种低复杂度的以系统总速率最大化为目标的最优功率分配策略。该策略先建立用户与中继节点间的最优功率分配比例关系,将三层功率最优化问题简化为一层最优化问题,实现了将节点上的功率优化分配问题转化成一种易于处理的形式,以较小的复杂度获得了各节点上分配的功率占所在子载波对上分配的功率的比重;然后利用原对偶内点法求解各子载波间的功率分配问题;最终,求得各节点最优的功率分配。仿真实验表明,所提算法能显著提升系统总速率,且其性能随子载波数的增多而提升。     

Joint resource allocation for lifetime-aware cooperative multi-carrier DF system

In this paper,we study the problem of optimal resource allocation for lifetime maximization in an orthogonal-frequencydivision multiplexing(OFDM)system with decode-and-forward relay.The goal is to minimize total energy cost of the system by jointly optimizing power allocation,subcarrier pairing and relay selection.We present a heuristic solution that is composed of two parts.The first part is an optimal power allocation approach to allocate power to a subcarrier pair of the source and the relay.The second part is a modified Hungarian algorithm to make subcarrier pairing and relay selection.Evaluations show that the presented scheme outperforms other schemes in the total transmitted data and the network lifetime.     

OFDM中继系统的传输策略选择与资源分配

提出传输策略选择结合资源分配的迭代算法,证明其收敛性。进一步将算法简化为顺序进行的三步：子信道指配,传输策略选择和中继的发射功率分配,源的发射功率分配。仿真结果表明,所提资源分配迭代方案和简化方案的频谱效率性能均优于已有的两种资源分配方案,简化方案更适合实际应用。     

Robust capacity maximization transceiver design for MIMO OFDM systems多天线正交频分复用系统中鲁棒性容量最大化的收发机设计

In this paper, we investigated capacity maximization problem for Multiple Input Multiple Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing systems with imperfect channel state information (CSI). To the best of our knowledge, the considered problem is still an open problem. However, the transceiver designs for MIMO OFDM systems have been extensively studied. It seems nobody gives closed-form solutions for resource allocation for MIMO OFDM systems with statistical channel estimation errors up to date. In our work, based on practical channel estimation algorithm, the channel estimation errors are first derived and then the robust resource allocation problem has been formulated. The structure of the optimal robust precoder is first derived, based on which the optimization problem will be simplified significantly. Furthermore, based on the Lagrangian dual method, a robust power allocation algorithm is proposed. The proposed power allocation can be considered as a variant of water-filling solution named cluster water-filling solution. Finally, simulation results show that our proposed robust design outperforms the non-robust design in terms of channel capacity.     

基于MABC的中继系统资源分配策略

针对MABC的中继系统,对资源配置策略的优化问题进行研究,并将功率分配问题和中继选择问题相结合。基于此,提出了一种存在干扰情况MABC模型的多中继系统资源分配策略（IS-MABC-OPOR）。考虑双向中继系统干扰信号对其传输性能的影响,以通信链路信道容量最大化为优化目标,利用拉格朗日方法,对通信链路上的各节点进行了最优功率分配和最佳中继选择,给出了通信链路信道容量最大意义下的资源分配数学表达式。仿真结果表明,该链路的信道容量受中继节点位置以及链路总功率的制约,相比于等功率分配方案（EPA）、随机功率分配方案（RPA）和在所提方案的基础上加大干扰信号的信道增益,IS-MABC-OPOR方案有效提高了系统的信道容量,从而实现资源能够满足更高速率的业务传输需求。     

异构蜂窝网络中功率和资源分配博弈算法研究

基于D2D和中继异构蜂窝网络进行资源复用可获得系统性能增益,但同时也使得网络中的干扰更加复杂。针对该问题,提出功率和资源分配博弈（PRAG）算法,通过功率控制和资源分配对D2D和中继异构蜂窝网络进行干扰协调。基于代价参数设定D2D和中继链路效用函数,确定最佳发射功率。在此基础上,将生成的效用值矩阵参与博弈,选择合适的蜂窝用户进行资源复用。仿真结果表明,与等功率分配随机（EPAR）算法相比,PRAG算法能够在消耗更少功率的基础上获得更大的系统吞吐量。     

ICRN功率分配与中继选择联合优化

针对工业认知无线电网络中出现的无线干扰和冲突严重,特别是工业现场的金属环境和移动特性造成多径与阴影衰落,从而使得传输可靠性难以保证的问题,引入感知信道概率及信道可用度概念,提出一种联合优化中继选择与功率分配的算法。该算法给出3种认知中继选择方案,分别是信道增益最大准则、最近准则及调和平均准则,并在源节点和所选中继节点之间进行最优功率分配,以最小化网络中断概率。仿真结果表明,与平均功率分配算法相比,所提算法能更好地降低系统中断概率,提高传输可靠性。     

基于缓存辅助的全双工无线携能通信系统的中继选择策略

为了提高无线携能通信（SWIPT）系统的性能,构建了一个全新的基于缓存辅助的全双工中继协作系统模型,并在系统中考虑了空闲能量接入点（EAP）作为中继节点的额外能量补充。对于系统吞吐量最优化问题,提出一种基于功率分配协作的SWIPT中继选择策略。首先,基于通信服务质量与源节点发射功率等约束建立问题模型;其次,通过数学变换将原非线性混合整数规划问题转换为一对耦合优化问题;最后,利用KKT条件并借助拉格朗日函数解决内部优化问题,得到了功率分配因子和中继发射功率的闭式解,并在此结果上解决外部优化问题,选择最佳中继进行协作通信。仿真实验结果表明,空闲EAP和中继处高速缓冲存储器的配置具有可行性和有效性,并且,所提系统在吞吐量增益方面明显优于传统的中继协作通信系统。