基于QoS保证的多用户OFDM系统跨层资源分配

针对正交频分复用(OFDM)系统资源分配和调度问题,提出一种基于第三代移动通信长期演进(LTE)系统的分块跨层资源分配算法。此算法考虑物理层的信道状态信息、媒体接入层(MAC)的有限用户缓存队列长度、用户的丢失率和时延等QoS要求,以提高系统频谱效率为总体目标。通过从实时视频业务和混合业务两种业务类型下进行大量对比分析,得出提出的算法能有效提高系统的频谱效率和降低系统时延。     

基于区分业务的OFDM跨层动态资源分配算法

跨层设计是目前比较流行的、有效的无线系统设计方法.本文针对多业务(实时业务和非实时业务)正交频分复用(OFDM)系统,提出了一种跨层结构的动态资源分配算法.该算法不仅在物理层上考虑信道状态信息和功率限制条件,而且在MAC层上针对不同类型业务采取不同的调度策略:(1)对于高优先级的实时业务,采用最大化容量的OFDMA策略,在频域上最大限度地利用多用户分集提高频谱效率,在时域上通过时隙的分配来保证时延边界;(2)对于低优先级的非实时业务,在频域上采用基于比例公平的OFDMA策略,在时域上尽力而为地分配时隙.仿真结果表明,与传统的单层资源分配算法相比,所提算法能够在保证不同业务服务质量(QoS)的前提下,大幅度地提高系统性能.     

基于无线中继网络的OFDMA-MIMO资源分配算法研究

无线中继技术与OFDMA-MIMO技术相结合,能够大大提高系统的性能,是一种极具潜力的技术。本文结合无线中继网络中OFDMA的帧结构,以轮询调度算法和贪婪算法为参考,提出了多天线下的OFDMA无线中继网络的比例公平资源分配算法;并和无中继的OFDMA系统及单天线下的OFDMA无线中继网络资源分配算法相比较。通过仿真表明本文提出的资源分配算法在考虑每个用户数据速率的同时能够大大提高系统的传输速率,满足用户的多种业务需求。     

多服务多用户OFDM系统资源分配算法

提出了一种正交频分复用（OFDM）系统的多服务多用户资源分配算法。与传统多用户OFDM系统资源分配算法只考虑一种类型的服务不同,提出的算法同时考虑了数据业务和语音业务,分析了两种业务不同的资源分配需求,对语音业务采用了时分多址（TDMA）的方式,并且加入了对每种数据业务最低传输速率的要求。仿真结果表明,新算法能够在满足语音用户固定传输容量的基础上,提升数据用户总的传输容量,同时保证每一个数据用户的最低传输容量的要求。     

OFDMA无线网络资源管理问题研究

综述了OFDMAN络中资源管理问题的研究进展。对OFDM系统物理资源分配的组合优化问题模型与几种典型算法进行了分析,讨论了物理资源分配与MAC层机会调度的跨层联合设计,指出了在OFDMA网络中机会调度算法设计的若干关键问题,展望了本领域的发展趋势,为资源管理方案的进一步研究提供借鉴。     

双参数跨层自适应资源分配算法研究

针对多用户OFDM系统,该文提出了一种适合于混合业务的双参数跨层自适应资源分配方案,它只需调整时延补偿因子和吞吐量补偿因子两个参数,就可将现有的调度算法灵活高效地应用于系统中.仿真结果表明,该方案可以灵活地在系统功率效率和用户服务质量满意度之间取得折衷,并保证不同类型业务用户间的公平性.     

基于OFDMA/TDM系统的跨层资源分配算法

研究了OFDMA/TDM系统的资源分配问题,基于最差信道用户优先原则,提出了一种新的跨层资源分配算法CRRA(Cross-layer Radio Resource Allocation)及其简化算法S-CRRA(Simplified CRRA).该算法利用用户数据队列长度动态变化的特性和多用户分集策略以实现在满足用户服务质量(Quality of Service,QoS)的基础上最大化系统吞吐量,并且将频谱和功率分配分开进行以降低计算复杂度.仿真结果表明,CRRA算法和S-CRRA算法在系统吞吐量上基本一致,两者较已有的OFDMA/TDM系统资源分配算法能提高10%-24%的系统吞吐量.     

OFDMA系统中基于多目标优化的无线资源分配算法

本文提出了OFDMA系统中基于多目标优化的无线资源分配算法.针对不同业务的QoS要求,建立多目标优化模型,并提出一种多业务分级分配算法通过确定优先级、引入合适的参数获得次优解.仿真结果表明,该算法不但能够保证不同业务的QoS要求,而且能够兼顾相同业务的用户之间的公平性.     

一种跨层的OFDMA系统调度和资源分配算法

 针对OFDMA系统下行链路资源分配和调度问题,提出了一种基于跨层设计的时频二维分配算法(CLSA),在资源分配同时考虑用户物理信道状态信息以及MAC和数据链路层的用户速率要求、延时要求、分组差错率要求等QoS需求,以提高系统吞吐性能以及中断率性能做为算法的设计目标.通过大量的仿真实验验证算法的性能,并与现有的经典算法(OFDMA系统中的MPF算法和M-LWDF算法)性能进行了对比分析.仿真实验结果表明,CLSA算法在系统有效吞吐性能和中断率性能方面有较好表现.     

下行多业务OFDMA系统中基于有效容量的资源分配算法研究

该文对多业务OFDMA系统的下行链路资源分配进行了研究,侧重考虑了实时业务用户的QoS要求,建立2维马尔可夫无线信道模型,采用自适应调制技术、有效容量理论以及有效带宽理论,为实时用户分配资源;并实现了非实时业务用户、尽力而为业务用户的资源分配。仿真结果表明,所提算法保证了下行OFDMA系统吞吐量的同时,在实时业务的延时和丢包率等方面都有一定的优越性。     

Joint packet scheduling and resource allocation with quality fairness for wireless VoD system

This paper investigates the problem of multiuser packet scheduling and resource allocation for video transmission over downlink OFDMA networks. A cross-layer approach is proposed to maximize the received video quality under the video quality fairness constraint. Unlike the previous methods in which the objective index is estimated the video quality in the unit of bit, the proposed algorithm develops the objective index in unit of packet, which is more fit for video transmission. In order to solve the optimization problem, a suboptimal algorithm of joint packet scheduling and resource allocation is proposed. The algorithm is compatible with the emerging wireless standards, such as IEEE 802.16. The simulation results show that the proposed method outperforms the conventional resource allocation schemes in terms of received video qualities and quality fairness.     

Adaptive resource allocation techniques in OFDMA using cross-layer architecture

This paper utilizes the cross-layer architecture to implement adaptive resource allocation in Orthogonal Frequency Division Multiple Access （OFDMA） based on the broadband wireless access system. According to the cross-layer architecture, the information in link layer is used for adaptive resource allocation in OFMDA. A new cross-layer adaptive resource allocation algorithm is developed which can guarantee the users to be in minimum average waiting time in link-layer and get the better spectrum utilization. Numerical results show that our scheme is appealing and can get about half of average waiting time less and 0.5 bps/Hz spectrum utilization more than the scheme in 1EEE802.16a.     

OFDMA系统基于QoS保证和最大最小公平性准则下的动态资源分配

正交频分多址(OFDMA)技术以其更高的频谱效率和抗多径衰落特性成为高速无线通信网络的候选标准。兼顾效率和公平性是OFDMA系统资源分配亟待解决的问题。本文研究了OFDMA系统中的无线资源分配问题,既要保证QoS用户的最小速率要求,同时“尽力而为”用户之间必须满足最小速率最大化公平性(max-min fairness)准则;该资源分配问题可以表述为一个系统总功率约束下的子载波分配和功率控制的混合离散型优化模型,这是难解的NP-hard问题,穷举搜索的代价是极其巨大的。针对该非凸模型,本文设计一个拉格朗日松弛的优化算法,该算法中采用修正的椭球算法求解对偶问题。算法具有多项式时间复杂度,且与子载波数目呈线性增长关系。仿真结果表明,该算法能近似最优地满足用户QoS及最大最小公平性要求。      

Quality-driven cross-layer optimized video delivery over LTE

3GPP Long Term Evolution is one of the major steps in mobile communication to enhance the user experience for next-generation mobile broadband networks. In LTE, orthogonal frequency- division multiple access is adopted in the downlink of its E-UTRA air interface. Although cross-layer techniques have been widely adopted in literature for dynamic resource allocation to maximize data rate in OFDMA wireless networks, application-oriented quality of service for video delivery, such as delay constraint and video distortion, have been largely ignored. However, for wireless video delivery in LTE, especially delay-bounded real-time video streaming, higher data rate could lead to higher packet loss rate, thus degrading the user-perceived video quality. In this article we present a new QoS-aware LTE OFDMA scheduling algorithm for wireless real-time video delivery over the downlink of LTE cellular networks to achieve the best user-perceived video quality under the given application delay constraint. In the proposed approach, system throughput, application QoS constraints, and scheduling fairness are jointly integrated into a cross-layer design framework to dynamically perform radio resource allocation for multiple users, and to effectively choose the optimal system parameters such as modulation and coding scheme and video encoding parameters to adapt to the varying channel quality of each resource block. Experimental results have shown significant performance enhancement of the proposed system.     

一种基于多小区OFDMA系统用户公平性约束的分布式资源分配算法

针对多小区OFDMA系统下行链路,研究了用户公平性约束下的资源分配问题,提出了一种多基站协作的迭代优化的分布式资源分配算法。每个小区根据干扰状况及用户公平性,迭代地进行子载波和功率的资源优化;而每次迭代中,根据用户公平性准则分配子载波,并将非凸的小区功率优化问题转化为其下界的凸问题,通过一个分布式算法来求解。通过仿真验证了算法的有效性;仿真结果表明,与传统网络的固定功率分配的情形相比,所提算法保证了用户之间的公平性并显著提高了系统吞吐量。     

鱼群算法在多用户OFDM跨层资源分配中的应用

基于人工鱼群算法,利用已知信道信息对多用OFDM系统中的资源进行跨层分配.本文提出了新的目标函数,合理有效地找到了总传输速率最大化和实现用户的速率要求、比例公平要求的权衡点.为了减小资源分配的复杂度,本文提出首先对子载波进行分配,然后进行功率分配.仿真结果表明,人工鱼群算法的很好的解决了多用户OFDM系统中的跨层资源分...     

LTE-A异构网络下的高效资源分配算法

分析了OFDMA上行系统中,由宏基站(macrocell)和家庭式基站(femtocell)组成的双层网络,并提出了高效的资源分配算法。为避免严重的跨层干扰导致双层网络中的资源分配不协调,提出了一个跨层干扰控制算法。在基于干扰控制算法的结果上,提出包括功率分配和频谱分配的资源分配算法,以满足UE的目标速率,并获得较好的吞吐量性能。通过仿真,结果显示所提的资源分配算法相比较传统的算法,尤其在UE QoS保证和吞吐量性能的体现上,能获得明显的性能增益。     

一种自适应的OFDMA系统下行分组调度算法

提出了一种适合于OFDMA（正交频分多址接入）系统的资源分配与调度算法,该算法利用物理层的信道信息和MAC层的队列状态信息,并综合考虑了数据分组传输的时延要求和业务的优先级,采取资源块与子载波分配相结合的资源分配方式。仿真结果表明,该算法在吞吐量和公平性方面都得到了较好的改善。     

A low-complexity beamforming-based scheduling to downlink OFDMA/SDMA systems with multimedia traffic

In this paper, we propose a low-complexity beamforming-based scheduling scheme utilizing a semi-orthogonal user selection (SUS) algorithm in downlink orthogonal frequency division multiple access (OFDMA)/space division multiple access (SDMA) systems to support multimedia traffic. One of the challenges in the multi-dimensional (space, time, and frequency) radio resource allocation problem for OFDMA/SDMA systems is its high complexity, especially to simultaneously satisfy the quality of services (QoS) requirements for various traffic classes. In the literature, the SUS algorithm is usually applied to the single-class traffic environment, but extending the SUS algorithm to the multimedia environment is not straightforward because of the need to prioritize the real-time (RT) users and the non-real-time (NRT) users. To solve this problem, we propose the concept of urgency value to guarantee the fairness of the NRT as well as the best effort (BE) users while satisfying the delay requirement for the RT users. Simulation results show that, when traffic load is greater than 0.5, the proposed scheduling algorithm can improve the fairness performance by more than 100% over the most recently proposed algorithms.     

基于M2M终端组的比例公平资源分配研究

基于M2M终端组的资源分配策略可以有效提高M2M通信中的资源利用率.本文研究了M2M通信系统中基于组的保证不同组间传输速率的比例公平资源分配问题,提出了一种次优的能够保证不同终端组间传输速率比例公平的资源分配算法,并通过仿真对算法的性能进行了验证,给出了速率最大化算法与终端组比例公平算法的性能比较.