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。     

有限反馈MIMO OFDM系统公平性资源分配算法

针对多输入多输出正交频分复用(Multiple input multiple output-orthogonal frequency division multiplexing,MIMO-OFDM)系统资源分配过程中信道信息反馈开销过大的问题,给出了一种基于有限反馈的公平性资源分配算法.该算法在发射总功率、目标误码率以及用户间比例速率约束条件下,以最大化系统和容量为目标,将相邻子载波分簇并反馈部分簇的信道状态信息(Channel state information,CSI),利用部分已反馈簇的信道状态信息CSI对未反馈簇的CSI进行估计,据此进行子载波簇、功率和比特三级分配.仿真结果表明,该算法在保证用户间比例公平性和系统和容量性能的同时,有效降低了系统的反馈开销,实现了系统性能与反馈开销的良好折中.     

一种非理想反馈MIMO-OFDM系统资源分配算法

针对多用户MIMO-OFDM系统资源分配问题,给出了一种基于非理想反馈的自适应子载波分配算法。由于实际系统中往往存在反馈时延和反馈误差,利用置信系数和等价方差模型来表征反馈信道状态信息的质量,以最大化系统和容量为目标,在发射总功率一定并满足误码率约束条件下,将子载波分配给信道增益最好的用户,然后对所有子载波进行注水功率分配。理论分析和仿真结果表明,该算法能够充分利用多用户的分集增益,有效地提高了系统和容量性能。     

多用户OFDM系统物理层安全资源分配方案

现有多用户正交频分复用(OFDM)无线通信系统的资源分配方案未考虑安全传输问题。为此,提出一种物理层安全约束下的资源分配方案,从信息安全理论的角度构建多用户OFDM系统窃听信道模型,在此基础上,利用子载波与功率的联合优化分配方案,在满足各用户安全服务质量(QoS)需求的条件下,通过对偶分解实现系统保密容量最大化的优化目标。仿真结果表明,当系统选用64个子载波为8个授权用户提供服务时,该分配方案在满足各授权用户安全QoS需求的同时,其保密容量相比参考方案最多可提高2.071 bit/s/Hz。     

基于MIMO系统的容量最大化资源分配算法

多输入多输出(MIMO)技术可以提高系统传输速率、增大系统容量。针对应急通信中短时间内用户激增,传统资源分配算法的系统容量无法满足用户需求的问题,提出一种基于MIMO-OFDM系统用户最小速率的系统容量最大化资源分配算法。该算法考虑了应急场景内通话类等低速率业务剧增的情况,首先根据用户速率由低到高依次分配子载波,然后根据分得的子载波数之比将剩余子载波按照用户速率由高到低分配;对于有盈余带宽的子载波,采用子载波分组的方法再分配,从而 最大化 系统服务用户数。为了补偿信道衰弱和抑制信道间干扰,提出一种对子载波信道矩阵分组的功率分配方法,减少了迭代次数,降低了复杂度。从吞吐量、服务用户数和计算复杂度等方面评估了容量最大化算法的性能。仿真结果表明,相对于传统的资源分配算法,所提算法增加了系统服务用户数,减小了计算复杂度。     

电力线通信系统中跨层的用户调度和资源分配

针对多用户多业务基于正交频分多址的电力线通信系统,提出一种在数据链路控制层进行用户调度和在物理层进行资源分配的多层多目标最优的跨层资源分配算法,其用户调度根据所有用户的服务质量(QoS)满意程度、QoS要求、业务包模型、信道状态信息和队列状态信息,从所有用户中选出要服务的用户和确定这些用户的最优跨层参数;其资源分配则根据所有调度用户的QoS要求、最优跨层参数和信道状态信息,先把功率按地窖注水原理分给每个子载波,再把每个子载波最优地分给调度用户并采用逐比特加载查表算法调整其上分配的功率和比特。最后在典型的电力线信道环境下对算法进行仿真,结果表明新算法在系统资源大范围变化时也能保障用户的服务质量,同时有效地提高系统资源的利用。     

多用户正交频分复用加权比例公平调度

传统的正交频分复用(OFDM)调度进行资源分配时没有考虑用户间速率比例公平性。针对这一问题,提出了一种新的适合于混合业务的多用户OFDM系统比例公平调度方案,其用户队列承载混合类型业务。该方案在用户间速率成比例约束条件下最大化系统权重容量和;授予用户队列中不同类型的分组不同的权重因子,并通过权重因子计算用户的权重;在子载波分配时不仅定义了信道优先级因子,而且在用户间速率成比例公平约束条件下通过该因子为用户分配子载波;最后推导出一种线性的功率分配方式。仿真结果与分析显示,该方案可以较好地满足用户速率和业务时延的需求,且可以在有效提高系统容量的基础上,严格地保证用户容量公平性。     

基于用户公平性的NOMA下行功率分配方案

通过对现有的非正交多址下行功率分配方案进行研究,发现目前各方案中用户间的公平性都位于较低的水平,为提高系统的用户公平性,提出一种多载波功率分配方案.在保证系统能效和用户QoS的前提下,通过对载波间和载波内的功率重新分配,达到增强系统内用户公平性的目的.仿真结果表明,所提方案提升了用户公平性.     

SC-FDMA动态子载波分配算法

基于单载波频分复用系统,提出一种应用于动态子载波分配方案的算法。在动态分配过程中,利用约束条件实现信道资源对各用户终端的公平分配,以此完成比例约束算法设计,并对其进行简化。实验结果表明,该算法能在提升系统总容量的同时保证公平性,其简化算法具有较好的分配性能和较低的计算复杂度。     

基于混合网络的小区间干扰协调研究

在蜂窝与Ad hoc混合网络中,小区边缘用户会受到邻近小区边缘用户的同频干扰.针对该问题,提出一种基于子载波分配的小区间干扰协调方案.该方案中的用户子载波分配选择算法具有信道增益选择性,且能对最小化子载波进行重利用,可提高小区边缘区域用户的通信性能.仿真结果证明,与软频率复用和部分频率复用方案相比,该方案能更有效地增加小区边缘用户的吞吐量.     

WiMAX拓展实时轮询调度机制分析

为了提高无线资源的利用率,使WiMAX系统更好地支持语音业务,基于IEEE 802.16e协议的QoS调度体系,提出了针对带有静默压缩语音业务的拓展实时轮询调度机制的具体实现方案.而且通过对方案中关键参数的分析,给出了一种QoS保证方法.方法根据用户时延对数据带宽分配进行补偿,并按照用户负载情况动态地调整轮询请求带宽的分配周期.使用OPNET软件进行了系统级性能评估,结果表明所提出的方法可有效地降低用户上行接入时延和上行丢包率,从而提高了通信质量.     

一个具有自适应QoS的对等系统结构框架

随着网络技术的不断发展,特别是无线环境和移动设备的引入,更多的具有不同的QoS需求的业务也将在网上得以实施,这使得传统的网络级QoS保证将不能满足用户的QoS需求,自适应QoS是在应用级解决未来无线移动网络环境下用户质量需求的较好方法。文章针对未来网络所具有的网络异质性、用户移动性、多链路覆盖、多服务覆盖等特点,提出了一个对等结构的自适应QoS模型框架,首先分析了自适应QoS基本结构、研究内容、系统特征、环境特征等,然后提出了系统的基本功能结构,并对其进行了详细讨论,最后提出了进一步研究工作的方向。     

基于能量有效性和时间有效性的联合优化绿色通信算法

针对传统协作功率分配方案中忽略信道估计误差和电路能量消耗的问题,提出了一种改进的绿色联合优化算法。该算法在保证用户服务质量要求的前提下,引入信道估计误差、中继节点的电路能耗,联合能量有效性和时间有效性进行中继节点选择和各个节点功率分配分配,并利用拉格朗日方法得到了源节点和中继节点发送功率的闭式解。仿真结果表明,相对于传统的功率分配算法,高信噪比时改进算法的能量有效性提高了30%左右,而低信噪比时性能接近传统算法。     

An adaptive QoS guaranteeing MAC protocol for real-time traffic in TDMA-based wireless ATM networks

This paper presents a new media access control (MAC) protocol based on forward error control (FEC), which is appropriate for supporting real-time traffic with strict QoS requirements in wireless ATM networks. As the channel BER in wireless environments is very high and varying 10⁻⁵–10⁻², previous schemes that use powerful FEC have combated to overcome this noisy channel condition at the cost of valuable bandwidth. As most previous works have been dedicated to maximize the channel efficiency, they were not able to meet QoS requirements of real-time applications in wireless networks. A new MAC protocol proposed in this paper is designed to guarantee the throughput requested by a real-time traffic user while keeping the bandwidth consumption at a minimum. The proposed scheme is for a TDMA system and uses adaptive FEC. We analyze the wireless channel and model it as a two-state error control system to design an efficient MAC protocol. We use simulation experiments to show how the proposed scheme provides QoS guarantees, and compare it with the CDMA system in terms of capacity, i.e. the number of users that can be supported.     

能量收集无线网络中面向统计服务质量的最优功率分配

针对能量收集无线网络中的服务质量（QoS）保障问题,提出了面向统计QoS的最优功率分配方案,从而最大化时延QoS约束下的有效容量。首先,构建能量收集无线网络的有效容量最大化问题。其次,利用凸优化理论求解出最优功率分配方案以及该方案下的最大有效容量,并得出了两种特例下的最优功率分配方案,即：当QoS需求非常松弛时,最优化功率分配方案收敛于注水策略;当QoS需求非常严格时,最优化功率分配方案收敛于信道反转策略。然后,求解了所提最优功率分配方案得到的信道中断概率。最后,通过仿真实验,检验了该最优功率分配方案的性能。实验结果表明,与现有策略相比,所提方案能够获得更大的有效容量。     

A uplink radio resource allocation scheme for localized SC-FDMA transmission in LTE network

The radio resource allocation is one of the most important issues to achieve effective wireless communication. In Long Term Evolution (LTE) network, single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) is applied as the transmission technology for uplink traffic. Most researches focus on maximizing the system throughput of SC-FDMA under changeable channel condition. However, users may require different quality of services (QoS) for different applications. This paper studies radio resource allocation for QoS users in localized SC-FDMA system. The proposed scheme divides allocation process into matching algorithm and radio resource assignment algorithm. The Gale–Shapley algorithm is applied to find the optimal matching between resource blocks (RB) and user equipment (UE) by considering channel conditions and the desired QoS. Then the resource assignment algorithm heuristically allocates bandwidth to UE by referring the matched RB under the constraint of carrier continuity. This paper modified the Recursive Maximum Expansion (RME) algorithm to effectively assign radio resource for UEs with different bandwidth demands. The performance of our proposed scheme is compared with the modified RME scheme through exhaustive simulations. The video streaming, VoIP, and FTP traffic types were adopted for simulations. Our simulation results show that the proposed scheme achieves better QoS satisfaction and system throughput than the RME-modified scheme.     

下一代网络自适应QoS研究

1.引言随着网络技术的不断发展,特别是无线环境和移动设备的引入,以及多媒体应用需求的不断发展,更多的具有不同QoS需求的业务也将在网上得以实施。同时,由于移动性的引入,使用户所面对的网络环境的网络特征也由一个相对静态变为动态,用户任务将由一种对单一网络环境的QoS需求变为多个异质网络环境的QoS需求,这样,用户必须提出更     

An End-to-End Embedded Approach for Multicast/Broadcast of Scalable Video over Multiuser CDMA Wireless Networks

We investigate an embedded multicast/broadcast approach for transport of digital video over spread-spectrum code-division multiple access (CDMA) cellular networks. Previous work has shown that the incorporation of a scalable source coding scheme with multiresolution modulation provides a promising design paradigm for the practical realization of the information-theoretic performance predictions originally developed by Cover, which demonstrated that optimal multicast/broadcast performance could be achieved by an embedded transmission scheme. Hence, the major technical challenge associated with the design of an end-to-end embedded multicast/broadcast system is how to match an embedded modulation constellation with a scalable source coding scheme. In this work, taking into consideration both the interference-limited and bandwidth-limited characteristics of a CDMA system, we provide a cross-layer approach incorporating adaptive power allocation and channel coding strategies and effectively match a discrete cosine transform based scalable motion-compensated video encoder to an embedded multiresolution modulation scheme to simultaneously deliver a basic quality-of-service (QoS) to less capable receivers while maximizing both the QoS for more capable receivers and the system capacity. We demonstrate the efficacy of this approach using the ITU-T H.263+ video scalable hybrid coder, although the approach is generally extensible to other scalable coding schemes as well     

基于效用的超宽带系统带宽分配

把超宽带系统的带宽优化调度表示为一个效用最大化的问题。对于系统的带宽分配,效用函数是服务质量的有效度量,它反映了用户对所分配的资源的满意程度。针对超宽带无线网络带宽分配中链路和用户的集中式算法的复杂性,用分布式方案解决这种问题,以自适应变化的无线网络环境。对系统带宽进行基于效用的分配,满足超宽带系统高速率传输的需要。