基于AF中继的OFDM认知系统的 功率分配和子载波配对算法

建立基于放大转发(AF)中继的正交频分复用（OFDM）的认知无线电系统模型,并推导出该系统中在对从用户的源节点和中继节点的总功率限制和对主用户的干扰限制条件下的联合最优功率分配和子载波配对算法.采用拉格朗日对偶分解法和次梯度法推导出最优功率分配算法,并将基于Hopcroft-Karp算法的子载波配对方法融合到功率分配的过程中,得到联合最优算法.根据系统总功率和干扰限制的特点,提出一种低复杂度的次优功率预分配算法.分别对最优功率分配算法和次优功率分配算法、Hopcroft-Karp子载波配对算法和源节点、中继节点采用相同子载波传输的固定子载波配对算法进行仿真比较.结果表明：采用功率分配和子载波配对的联合优化技术能够大大提高系统的频谱效率,具有一定的可行性.     

多蜂窝系统下行多用户CoMP中一种次优的子载波和功率分配算法

针对传统的协作多点传输/接收(CoMP)系统中蜂窝中心用户和边缘用户在子载波分配过程中出现的分配不公平和未考虑可变功率因素的问题,提出了一种次优的旨在最大化扇区内所有用户吞吐量的子载波和功率分配算法.该算法将蜂窝边缘用户可使用的频率资源扩展到蜂窝所在的整个频段,同时蜂窝中心用户和边缘用户在整个频段上通过正比公平算法竞争最优的子载波资源,用以保证用户的公平性,然后根据最优化目标函数和得到的子载波分配算法,对小区内的所有用户进行最小速率和正比公平限制,利用拉格朗日乘子法计算出了分配给每个用户的功率.仿真结果显示,该算法可以显著提高所有用户的公平性和吞吐量.     

基于网络编码的用户协作博弈资源分配算法

在正交频分多址接入两用户协作中继系统中,为进一步提高协作系统的吞吐量,提出在协作节点处运用网络编码(NC)进行全双工协作通信的传输方案. 同时,引入纳什议价均衡(NBS)博弈,考虑协作用户吞吐量均衡,设计了双层纳什议价均衡(DL_NBS)博弈来协调用户对间的子载波和功率分配. 仿真结果表明,基于NC协作系统方案的吞吐量比普通协作传输模式提高约491%,比直传模式提高约464%;DL_NBS博弈资源分配方案与传统资源分配算法相比,不仅更适用于分布式用户协作场景,且能取得公平性和有效性的折中.     

多业务组播系统中基于公平性的高效资源分配

提出了多业务组播系统中最大化系统吞吐量的自适应子载波和功率分配算法.根据各组播业务的数据率要求进行业务间功率和子载波的分配,达到业务间公平性的目标;设计了子载波协作传输方案及其简化方案来传输数据,在保证订阅相同业务各用户间公平性的同时提高了系统容量;对每个组播业务进行子载波间的功率调整,进一步增强系统容量.仿真结果显示,所提出的多播算法在保证业务间公平和订阅相同业务的用户间公平的条件下,显著地增大了系统容量.     

基于人工蜂群算法的多用户OFDM自适应资源分配方案

针对多用户正交频分复用(OFDM)自适应资源分配中用户公平性和系统容量的问题,本文提出了一种联合子载波分配和功率分配的方案。在子载波分配中,首先确定每个用户需要的子载波数量,然后根据用户的速率比例继续分配子载波,最后分配剩余子载波。在功率分配中,通过人工蜂群(ABC)算法的全局搜索实现在所有用户之间的功率寻优,并利用等功率的分配方式对每个用户的子载波进行单用户功率分配。从仿真结果中可以看出,本文算法不仅可以兼顾用户的公平性,同时也有效地提高了系统的吞吐量,从而证明了本文算法的有效性。     

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.     

两跳中继网络的资源分配算法

对于具有中继节点的蜂窝系统,用户的实际速率受限于基站与中继之间链路(第一跳链路)以及中继与用户之间链路(第二跳链路)的吞吐量.单独考虑其中某一跳链路的资源分配,会降低系统的整体性能.因此,针对中继网络,设计了基于两跳链路吞吐量平衡的正向和逆向功率分配算法.其中正向分配算法在进行第二跳链路资源分配时,考虑了第一跳链路的影响.而逆向分配算法则是将第二跳链路的吞吐量作为第一跳链路资源分配的依据.仿真结果表明,设计的算法有利于克服两跳中继网络的瓶颈问题.尤其是逆向分配算法由于充分考虑了用户的最优速率情况,在提高系统吞吐量的同时还减少了能量消耗.     

OFDMA波束赋形中继系统资源分配

针对采用波束赋形技术的正交频分多址接入放大转发中继系统,提出了一种以最大化比例公平因子为目标的资源分配算法. 该算法基于凸优化理论,对功率分配、子载波配对、中继选择和用户选择进行了联合优化. 理论分析和仿真验证结果表明,所提的资源分配算法能以较低的复杂度实现系统资源分配的公平性,并且可以有效利用波束赋形技术,提高系统容量.     

基于直传和全双工中继的CR-NOMA系统中断性能分析及功率分配研究

非正交多址接入(NOMA)是5G网络的关键候选技术之一,与认知无线电(CR)技术相结合形成的CR-NOMA系统,能够实现更高的频谱效率、更大的吞吐量和更低的传输延迟。本文将协调直传和中继传输(CDRT)技术引入CR-NOMA系统,其中CDRT表示次级源(SS)直接与近端用户通信,而仅通过中继与远端用户通信。在非理想串行干扰消除(SIC)和全双工(FD)中继情况下,推导了NOMA用户中断概率(OP)的精确闭式表达,并获得了在干扰温度限制(ITC)或者SS发射功率趋近于无穷时,用户OP的渐近表达式。此外,基于用户公平性和OP性能,提出用户功率分配因子优化算法。蒙特卡洛仿真验证了理论分析与实验结果的一致性。经过所提算法优化后,用户之间的公平性增加,系统总速率明显增大。     

一种提高小区干扰协调中用户公平性的载波调度算法

针对LTE-Advanced系统中小区干扰协调的用户公平性问题,提出一种基于用户优先级的比例公平调度算法。该算法通过引入用户优先级因子来调节小区边缘用户与小区中心用户的载波分配,进而在保障系统吞吐量的前提下改善频谱资源受限的小区边缘用户的公平性。仿真结果表明,该算法在以系统吞吐量下降了0.7%的代价下使小区边缘平均用户数据速率提高了90%以上。     

多用户协同通信系统资源的优化分配算法

针对多用户协同通信系统中的剩余功率分配不合理问题,提出了一种基于用户间公平性的子载波分配和优化剩余功率分配的联合资源管理算法．首先在保证用户资源分配公平性下给出基于平均功率分配下的子载波分配,其次利用调和平均值算法对剩余功率进行优化分配．仿真结果表明,所提出的算法能够在满足用户质量需求和公平性的同时,可提高系统的容量和用户容量,降低系统的误码率．     

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.     

基于不同时延业务的中继正交频分复用系统资源分配算法

针对同时包含有时延约束(DC)用户和没有时延约束(NDC)用户的异构系统资源分配问题,在基站和中继站功率分别约束的条件下,为保证DC用户的固定数据速率,同时最大化NDC用户的总数据速率,提出了一种自适应资源分配算法。该算法在子载波分配过程中,考虑了两跳中继链路子载波配对和不配对两种情况,在功率分配过程中,实现了最优功率分配。仿真结果表明,本文提出的资源分配算法可以在较低计算复杂度下取得良好性能。     

无线协作多播系统中基于中断概率的资源优化算法

在基于OFDMA的无线协作多播系统中,当只有用户的平均信道信息可利用时,由于信道瞬时衰落的影响,不能保证所有多播数据成功传输。因此为了达到有效可靠传输的目的,本文采用协作分集技术,创新点在于,提出了在最小化多播传输中断概率时的联合子载波和功率分配优化算法。在子载波分配阶段采用了比例协作子载波分配算法,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来有效利用有限的功率。仿真结果显示本文提出的协作算法的中断概率明显小于传统非协作算法;在协作算法中有功率分配算法的中断概率小于没有功率分配算法的。因此说本文提出的资源优化算法能很好的克服信道瞬时衰落的影响,保证多播数据的成功传输。     

MIMO-OFDM系统中基于非实时业务的子载波分配

针对多天线正交频分复用(Multi In Multi Out-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM)系统,基于非实时业务对传输速率有最低要求的条件,考虑系统吞吐量最大化的子载波分配优化模型。在利用匈牙利算法进行求解后,对部分分配进行调整,可以使得尽可能多的用户最小传输速率得到满足。仿真结果表明,与历史文献中的结论相比,调整后的模型在使更多用户能满足最小传输速率要求的同时,还能提高系统吞吐量,并且满足公平性准则。     

认知网络中继位置和功率分配的研究

针对多组多播的认知无线电网络,提出了一种基于组间协作的多播组配对信息传输机制.在满足干扰约束和峰值功率约束的情况下,通过分析瑞丽衰落环境下放大转发(AF)和译码转发(DF)协作单中继系统的性能,将系统总速率作为优化目标,研究了该传输机制下中继位置和主用户位置对于系统的最优功率分配和系统吞吐量的影响.仿真结果表明:中继位置和主用户的位置对于系统性能起着关键的作用,最优功率分配方案取得相对于等功率分配方案更优的性能,采用最优功率分配时,不管是AF还是DF,当中继位于基站和目的节点连线的中点且靠近认知用户时,系统性能最优.     

多目标联合优化的移动中继选择策略

为了在提升用户吞吐量的同时降低中继节点切换概率,分析了动态场景下用户与中继节点的移动状态,提出了多目标联合优化的移动中继选择策略.算法通过分析动态场景中影响系统吞吐量与中继切换概率的因素进行中继节点选择,充分考虑了多跳蜂窝网络的移动特性和用户呼叫到达状态.仿真结果表明,所提算法在有效提升用户吞吐量的同时降低了中继切换概率.     

基于OFDM的协作通信系统的资源分配研究

为了在OFDM的协作通信系统中能够充分利用无线频谱资源,将携能无线通信和中继技术相结合,把认知中继的子载波分为两部分(一部分用于自身的信息传输,另一部分用于主用户的数据转发),并用分支定界法优化了最大次用户网络吞吐量.实验表明,优化后的最大化次用户网络的吞吐量明显优于填充式认知无线电和下垫式认知无线电,频谱资源也得到了充分的利用.     

中继增强型正交频分复用系统的多播资源分配方法

针对现有正交频分复用系统使用中继进行多播资源分配算法时效率较低的问题,提出了一种使用中继多输入输出系统的多播资源分配算法.算法将系统的功率划分为等长的基本分配单元,首先计算并存储每个子载波在给定功率的条件下使用中继传输方式时所能提供的最大速率,再通过动态规划算法同基站直接传输的速率进行比较,从而计算出每个子载波的用户分配、功率分配和传输方式.该算法可以从全局角度进行子载波的分配及用户分配,从而最大化系统总吞吐率.由于动态规划算法不需重复计算相同子问题,避免了重复问题的计算,因此可以在很短时间内完成资源的分配计算.仿真实验表明,所提包含用户分配的动态规划算法可以有效地利用系统资源,系统总吞吐率与最优算法计算结果之差小于0.10%.     

Resource Allocation in Multi-User MIMO-OFDM Relay-Enhanced System by Dynamic Programming

针对现有正交频分复用系统使用中继进行多播资源分配算法时效率较低的问题,提出了一种使用中继多输入输出系统的多播资源分配算法.算法将系统的功率划分为等长的基本分配单元,首先计算并存储每个子载波在给定功率的条件下使用中继传输方式时所能提供的最大速率,再通过动态规划算法同基站直接传输的速率进行比较,从而计算出每个子载波的用户分配、功率分配和传输方式.该算法可以从全局角度进行子载波的分配及用户分配,从而最大化系统总吞吐率.由于动态规划算法不需重复计算相同子问题,避免了重复问题的计算,因此可以在很短时间内完成资源的分配计算.仿真实验表明,所提包含用户分配的动态规划算法可以有效地利用系统资源,系统总吞吐率与最优算法计算结果之差小于0.10％.