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.     

基于子载波选择配对及功率优化分配的多跳中继系统研究

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多跳中继OFDM系统优化算法。首先,通过在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。接着,根据OFDM系统的功率分配问题,通过KKT条件对中继功率及电源功率进行优化,从而实现中继系统的功率优化分配 。最终的仿真结果表明,与统计质量QoS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相比,所提出的方法在提高网络覆盖率和容量上均表现出更好的效果。     

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。     

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。     

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。     

OFDMA协同通信系统资源分配算法

提出了一种OFDMA协同蜂窝网中满足用户QoS需求且兼顾用户公平性的子载波和功率联合分配算法。针对已有算法仅考虑平均功率下的子载波分配、中继节点存在未用功率的情况,研究了子载波分配完毕后中继节点剩余功率最优分配问题。给出了一种基于二分法的功率注水分配方案。仿真结果表明,所提出的子载波和功率联合分配算法能够在满足用户QoS需求及公平性的同时,进一步提高网络吞吐量。     

基于分簇的多用户OFDM自适应资源分配方案

针对正交频分复用自适应资源分配中算法复杂度和系统容量的问题,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,将频带内相邻的子载波合为子载波簇,对用户速率进行比例约束,根据预设的比例为用户分配子载波簇;在功率分配中,根据子载波分配完毕后的用户速率比例,为用户分配功率,再利用注水算法解决单用户下子载波的功率分配问题。仿真结果表明,所提出的方案不仅可以有效降低算法的复杂度,而且提高了系统容量,从而证明了方案的可行性。     

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。     

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。     

一种容量最大化的OFDMA资源分配算法

针对功率受限的多用户OFDMA系统,提出了一种简化的子载波和功率分配算法,此算法在最大化系统容量的同时兼顾了用户间的公平性。算法首先依据当前的信道状况计算出各用户所需的载波数量,并分配子载波,然后以注水算法对各载波上的功率进行分配。仿真结果表明,以此算法对OFDMA的系统资源进行分配可显著提高系统的多项性能。     

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.     

A novel resource optimization scheme for multi-cell OFDMA relay network

In cellular networks, users communicate with each other through their respective base stations (BSs). Conventionally, users are assumed to be in different cells. BSs serve as decode-and-forward (DF) relay nodes to users. In addition to this type of conventional user, we recognize that there are scenarios users who want to communicate with each other are located in the same cell. This gives rise to the scenario of intra-cell communication. In this case, a BS can behave as a two-way relay to achieve information exchange instead of using conventional DF relay. We consider a multi-cell orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) network that comprises these two types of users. We are interested in resource allocation between them. Specifically, we jointly optimize subcarrier assignment, subcarrier pairing, and power allocation to maximize the weighted sum rate. We consider the resource allocation problem at BSs when the end users’ power is fixed. We solve the problem approximately through Lagrange dual decomposition. Simulation results show that the proposed schemes outperform other existing schemes.     

认知无线电中能效优化的子载波匹配策略

针对协作认知无线电系统中的能量效率问题,提出一种以最大化能量效率为目标的资源联合分配算法。在满足服务质量要求和功率约束的情况下,首先通过一种能量效率优先的启发式方案对子载波进行匹配,再引入基于拉格朗日对偶算法对其中的功率分配问题进行非线性优化,从而最大限度地提高整个系统的能量效率。仿真实验结果表明,所提算法的能量效率得到显著提升,验证了所提方案的有效性。     

OFDMA中继系统比例公平资源调度方案研究

针对放大-转发OFDMA中继系统的多用户比例公平资源分配问题, 在独立功率约束条件下,提出一种联合的子载波和功率分配的调度方案。方案将该资源分配问题的计算转化为对其对偶问题的计算,通过计算对偶问题间接获得原问题的解。对于对偶问题的计算采用次梯度方法。在每次迭代计算过程中,利用Hungarian算法进行最佳的子载波配对,子载波对的用户分配采用比例公平原则,利用改进的注水算法进行功率调整。仿真分析表明,在多用户比例公平的原则下所提方案的频谱效率得到明显提高。     

Joint relay selection and power control for robust cooperative multicast in mmWave WPANs

We propose an optimization algorithm for joint relay selection and source and relay power allocation under mixed line-of-sight (LoS) and non-LoS path scenarios for both power saving and robustness enhancement of cooperative multicast in millimeter-wave wireless personal area networks. Our aims are to reduce power consumption and enhance the robustness of cooperative multicasts in millimeter-wave wireless personal area networks. First, we describe a novel beam training protocol that is capable of overhearing and information feedback to filter relay candidates with non-LoS links and avoid selecting relays for transceivers with LoS paths. Second, the joint relay selection and power allocation issue is formulated as an optimization problem with the objective of minimizing the maximum combined power consumption of the source and relay under maximum tolerable outage probabilities and transmit powers. By introducing relaxation and Lagrange multiplier methods, a closed-form expression for the joint relay selection and power allocation is obtained. Finally, simulation results indicate significant improvements in terms of both outage probability and power consumption over the conventional combined transmit power minimization algorithm.     

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.