OFDM双向中继子载波配对与功率联合优化

为了提高基于正交频分复用(OFDM)的放大转发模式下双向中继系统总容量,提出了一种低复杂度的基于信道增益排序子载波配对算法(SP-SCC)和一种联合该子载波配对与功率分配的资源优化策略. 该策略首先是在等功率的条件下进行SP-SCC方法的子载波配对; 然后在系统总功率的限制下,利用对偶分解获得各子载波间的功率分配; 最后将各子载波上的功率分配到各节点上,即获得了各节点上最优功率分配. 仿真结果表明,所提的资源分配策略可以提高系统总容量.     

基于免疫遗传算法的两跳OFDM-Relay系统的资源联合优化

针对再生中继方式,分析了两跳OFDM-relay系统中的功率、带宽的资源联合优化,并以最大化端到端的信息速率为优化准则,给出了两跳的优化的带宽分配结果和此情况下的功率分配的注水定理算法。同时,基于“免疫遗传算法”提出了两跳子载波配对的策略。仿真结果表明资源联合优化与传统的平均资源分配相比,明显提高系统容量,且功率优化的作用强于带宽优化。通过两跳子载波配对策略能进一步增强系统性能。     

多中继OFDM系统选择性子载波中继和功率分配算法

对于多中继OFDM放大转发协作通信系统,在各个中继节点功率独立受限的条件下,中继节点转发子载波的数目较多时,每个子载波所能分配到的功率较少,而将此中继节点转发的部分子载波转由空闲的中继节点转发,可以获得更大的功率增益。为此,本文提出了一种改进算法。在中继节点距离源节点较近时,充分利用空闲中继节点的功率,提高系统容量,在中继节点距离源节点较远时,削减中继节点数目,降低系统复杂度。仿真结果表明,本文算法在中继节点距离源节点较近时获得了更大的系统容量,在中继节点距离源节点较远时,保持系统容量基本不变,降低系统复杂度,易于实现。     

多天线协作传输系统的容量分析与功率分配

针对非再生及再生2种中继方式,分析了基于多天线技术的2跳协作传输系统的信道容量,并以最大化端到端的信息速率为优化准则,提出了将系统功率根据信道条件分配至各跳链路的方案. 仿真结果不但证明了协作传输的优越性,而且与平均功率分配相比,自适应功率分配能随信道变化协调各跳发射功率,合理选择中继传输,明显提高系统容量.     

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.     

认知无线电中继协助网络资源分层优化算法

在认知多用户中继网络系统场景下,针对时变信道完全DF中继两跳传输的差异性问题,采用纳什议价公平性准则效用函数,提出了联合用户传输模式选择、子载波配对、信道分配和功率分配的分层优化模型。利用拉格朗日对偶理论实现模型分层求解,在降低算法复杂度的同时提升了系统效用及吞吐量。仿真结果表明:相对于完全中继、直传网络和非载波配对的中继网络,所提算法在兼顾用户速率需求和公平性的同时可使系统吞吐量获得较大提高。     

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。     

一种多播OFDM系统中比例公平资源分配算法

提出了一种多播OFDM系统中的比例公平资源分配算法,该算法包括两个部分：子载波分配算法和功率分配算法。前者通过修正已有的单播子载波分配算法而得到,后者采用双重二分法迭代分配功率,属于子载波分配给定条件下的最优多播功率分配。仿真结果表明：提出的资源分配算法在保证容量性能的同时能够获得完美的公平性;即使在比例公平的约束下多播仍然比单播获得明显的容量增加,但容量增益的多少与速率比例以及多播组数目直接相关。     

多播OFDM系统中比例公平资源分配

提出了一种多播正交频分复用(OFDM)系统中的比例公平资源分配算法,该算法包括：子载波分配算法和功率分配算法. 前者通过修正已有的单播子载波分配算法而得到,后者采用双重二分法迭代分配功率,属于子载波分配给定条件下的最优多播功率分配. 仿真结果表明,提出的资源分配算法在保证容量性能的同时能够获得完美的公平性;即使在比例公平的约束下多播仍然比单播获得明显的容量增加,但容量增益的多少与速率比例以及多播组数目直接相关.     

无线携能OFDM中继系统的联合资源分配研究

在能量受限的中继系统中,无线携能通信技术是一种有效地延长其使用寿命的方法. 本文研究具有大规模天线阵列结构的正交频分复用（OFDM）解码转发中继系统的无线携能通信,其发送端配备了大规模天线阵列. 传输过程分为3个时隙,在第一个时隙,发送端运用基于最大比传输的波束成形向中继传输能量;在第二个时隙,发送端向中继发送信息;在第三个时隙,中继使用之前收获的能量向接收端转发信息. 讨论了信息和能量传输的功率在各子载波间的分配以及3个时隙的时长分配问题,提出了一种最大化传输信息速率的时间和功率联合分配最优算法. 仿真结果表明,该算法明显优于已有功率和时间分配算法.     

无线再生中继网络的功率优化分配

针对中继传输中系统性能与发送端和中继器发射功率均有关的问题,提出了一种在总功率一定的条件下,以误码率最小为准则,优化分配发送端和中继器发射功率的方法.对于两跳中继（无分集）和合作分集两种再生中继网络,以大信噪比时的误码率上界表达式为目标函数,通过Lagrange乘数法求得发送端和中继器功率优化分配的数值解.仿真结果表明,与发送端和中继器均匀分配功率相比,经功率优化分配后的中继网络,在误码率下降的同时,中断概率和信道容量的性能也得到提升.     

基于不同信道状态信息的两跳中继系统最优功率分配

根据已知瞬时信道状态信息或统计信道状态信息2种情况,分析了不同转发方式下两跳中继系统的信道容量,并以最大化系统容量为优化准则,提出了在发射端和中继器间的最优功率分配方案. 仿真结果表明,与传统的平均功率分配相比,最优功率分配能根据信道状态的变化自适应地调整两跳发射功率,显著提高系统容量.     

采用TAS/MRC技术的MIMO中继系统中断概率分析

基于Nakagami衰落信道推导了非再生中继方式下采用发射天线选择/接收最大比合并（TAS/MRC）技术的MIMO中继系统中断概率的闭合表达式。通过仿真分析了信道衰落参数和天线配置对系统中断性能的影响。仿真结果表明,在非再生MIMO中继系统中,第一跳链路的信道质量对系统的中断性能起主要影响作用。     

前向放大协作中继系统中的优化功率分配

对于无线通信系统中的单天线节点来说,协作中继技术能有效地提高通信性能。研究了瑞利衰落信道下两跳放大前传协作中继系统的最优化功率分配问题。推导了高信噪比条件下的协作中继系统的中断概率的理论公式,适用于研究不同信道条件的功率优化分配;证明了高信噪比时基于符号错误率和中断概率最小化的最优化功率分配问题是等效的,为相关结论的推广应用提供了理论依据。仿真表明高信噪比条件下,基于推导的中断概率理论公式来实现最优化功率分配是可靠有效的。     

瑞利衰落信道下多跳合作分集系统的性能分析

基于多跳中继的概念,研究了2种由多个用户组成的合作分集系统模型,即多跳和多路由合作分集系统。在瑞利衰落信道下,分别导出了这2种模型解码中继和放大中继的平均误码率和中断率。数值分析和仿真表明,多跳分集系统的性能随跳数的增加而下降,而多路由分集系统的性能随路由数的增多有较大改善;再生中继的性能在低信噪比时优于非再生中继,在高信噪比时两者的性能相似。     

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.     

基于非合作博弈的中继网络分布式资源分配

提出一种可应用于正交频分复用多址(OFDMA)中继网络的分布式资源分配算法. 基于将模型描述为基站与中继的非合作功率分配博弈(RNCPAG), 设计出2种效用函数, 并以最大化效用函数为准则, 证明在总功率受限的约束下, 该算法存在并收敛于唯一的纳什均衡点. 研究表明, 同传统的平均功率分配算法相比, 分布式博弈算法以牺牲少量的迭代步数为代价, 获得更高的系统容量和资源效率.     

非对称双向中继信道中断概率分析与功率分配策略

为改善非对称瑞利衰落信道下双向放大转发中继系统的中断性能,提出一种新的最小化中断概率的功率分配方案.引入非对称因子,通过理论分析给出传统三节点网络结构中4种非对称双向中继信道下系统中断概率的闭合表达式,并通过仿真比较发现下行信道非对称系统中断性能最差.针对下行信道非对称系统,利用基于信道状态信息的用户节点功率分配方案来最小化中断概率,该方案中功率分配值为与非对称因子有关的分段函数,节点能根据信道状态的变化自适应调整发射功率.仿真实验结果表明:提出的功率分配方案可以改善下行非对称双向中继系统的中断性能,与等功率分配方案相比,非对称因子越小,改善效果越好.