基于速率约束的OFDM中继链路能效最优资源分配策略

该文研究解码转发(DF)模式的OFDM中继链路的能效最大化资源分配问题。与现有典型的固定速率最小化发射功率或无约束最大化能效算法不同,该文考虑电路功率消耗的前提下,将问题建模为以最大化系统能效为目标,同时考虑用户最小速率需求、源节点S和中继节点R各自总发射功率约束下的联合子载波配对和最优功率分配问题。证明了速率和功率联合约束条件下中继链路全局能效最优解的唯一性,在此基础上提出一种低复杂度联合最优资源分配策略。仿真结果表明,该文所提方案能够在最小速率和S/R节点最大发射功率约束下自适应分配功率资源,实现系统能效最优,并能够降低链路的中断概率。     

基于OFDMA系统联合资源分配方案

针对多用户OFDMA系统,提出一种改进的比例公平资源分配算法。该算法采用分步法联合资源分配方案,分为子载波分配和功率分配两步进行,改进算法基于Wong算法,引入比例限制因子,在子载波分配环节,对剩余子载波的分配采用比例公平和最大化系统容量的算法,在用户中的功率分配环节,采用线性等式,大大降低了算法复杂度。仿真分析表明,改进算法不仅提高了系统吞吐量,而且降低了算法复杂度。     

基于两跳匹配的OFDMA中继网络联合资源分配算法

针对OFDMA中继网络的两跳特性,提出一种基于两跳匹配的中继网络联合资源分配算法。首先根据中继网络的两跳性建立两跳速率匹配模型,然后利用对偶分解理论将中继网络资源分配的主问题分解为：中继选择、子载波分配和功率分配三个主要的子问题并进行联合优化,同时基于中继网络两跳性在子载波分配的过程中考虑两跳子载波配对,以逼近系统最优解。最后为了保证算法的公平性,考虑子载波分配因子约束以优化子载波分配。仿真结果表明：所提算法将中继选择、两跳子载波配对与功率分配联合优化以进一步提升系统吞吐量,同时引入子载波分配因子约束,保证了算法的公平性。     

认知网络中基于中继的频谱资源分配

根据无线认知中继网络上、下行链路子载波的信道特性,研究认知网络的频谱资源分配,提出一种上、下行链路子载波联合优化的分配算法。该算法根据子信道增益差值因子的大小分配下行链路子载波,以源节点和中继节点功率最小化为优化目标配对上行链路子载波,以用户的实时需求分配子载波的比特和功率,有效降低了系统的发射功率,提高了系统吞吐量。仿真结果表明,与启发—集中式和分布式辅助反馈传输功率分配算法比较,该联合优化算法的单位比特功耗降低了1.5~3 dBμW,误比特率性能提高了1个数量级左右。     

基于子载波配对的多用户协作中继系统资源分配算法

针对多用户协作中继系统中的功率最小化问题,提出了一种基于联合子载波配对及分配的资源分配算法。首先根据不同用户的目标速率要求及平均信道增益进行子载波数目的分配;然后以信道条件最佳为准则,提出了一种联合子载波配对及分配的多用户迭代算法,以实现对每个用户的中继链路和直传链路分别进行子载波配对及虚拟配对;最后利用注水算法对子载波进行功率分配,从而保证各用户以最小功率进行传输。仿真结果表明,该算法在满足用户目标速率的情况下,能够进行有效的子载波配对及分配,从而最小化系统的发射功率。     

OFDM两跳中继网中的子载波配对和功率分配算法

主要针对OFDM解码转发中继系统中资源分配问题进行了研究。考虑到联合子载波配对和功率分配属于混合整形规划的问题,很难求解,因此,本文提出一种次优的资源分配方法。利用等效的系统模型,在总功率限制的条件下,以最大化系统吞吐量为目标。首先利用匈牙利算法进行子载波配对,然后运用注水算法进行功率分配。仿真结果表明,所提的子载波配对方法能有效提高系统吞吐量,并通过功率分配进一步提高了系统的吞吐量。     

OFDMA上行链路中基于博弈论的子载波和功率分配算法

传统OFDMA上行链路资源分配算法中一般以最大化各用户速率或最小化发射功率为依据对子载波和功率进行分配,而对于各用户的功率效率问题并没有加以考虑。针对这一问题,该文提出了一种基于功率效率最优的联合子载波功率分配算法。首先给出了在各用户峰值功率约束条件下达到收益函数最优的必要条件并证明了算法纳什均衡的存在及唯一性,然后给出了子载波功率分配算法。仿真表明:相比最大边界速率子载波和功率分配算法(MaxRt+WF)和固定子载波和功率分配算法(MaxFA+WF),该文算法能大幅度提高各用户的功率效率。同时如果合理地选择代价参数,算法获得的和功率效率能够达到更大。     

OFDMA协同通信系统子载波和功率联合分配算法

针对OFDMA协同通信系统资源分配仅考虑平均功率下的子载波分配,中继存在未用功率情况,研究子载波分配后中继剩余功率分配问题。提出一种既满足业务QoS需求又兼顾用户间公平性的子载波和功率联合分配算法,并设计一种基于二分法的功率注水分配方案。测试表明,该算法能在满足业务QoS需求及用户公平性的同时,提升系统容量。     

协作系统中基于比例公平的资源分配方法

针对多用户协作中继系统中的资源分配问题,提出了一种在满足用户速率比例公平约束条件下的新算法。该算法先将由2个时隙组成的中继用户传输链路转换为一个等效信道链路,将涉及子载波分配、中继选择和功率分配的组合优化问题转化为分步的次优化问题。该算法在等功率分配情况下,根据各用户速率比例公平系数进行初步子载波数目分配;以瞬时信道增益最佳原则,进行剩余子载波数目分配及具体子载波分配,同时完成中继选择;在速率比例公平约束条件下推导出次优化功率分配的闭式表达式,从而完成各子载波上的功率分配。仿真结果表明,该算法在有效提高系统容量的同时,保证了各用户速率之间的比例公平性。     

OFDM系统Femtocell网络下行联合资源分配

为进一步提高家庭基站(Femtocell)网络中频谱利用率并优化功率分配,在基于正交频分复用技术(OFDM)系统网络中,提出一种子载波联合优化的多用户资源分配算法,即以最大化频谱利用率作为目标函数,加入基站选择因子对家庭基站进行待机模式选择优化,再对用户的子载波资源进行公平分配,最后利用线性封顶注水算法对小区基站用户功率进行优化分配。仿真结果表明,多用户资源分配算法不仅使频谱和功率利用率都得到显著增长,而且提高了系统吞吐量和用户公平性。该家庭基站资源寻优模型有效地改善了频谱紧缺和功率浪费现状,降低了家庭基站之间的干扰。      

基于资源分配和功率控制的D2D中继选择

为优化蜂窝用户通信与设备直传(D2D)中继通信共存下的同频干扰问题,满足蜂窝用户容量要求,提出了一种基于能效的联合资源分配和功率控制的D2 D中继选择算法.该算法首先对等效D2 D中继链路进行资源分配,减小算法复杂度的同时使得D2 D链路对蜂窝链路产生的干扰最小;然后以资源分配结果和功率控制算法为依据进行中继选择.该方案不仅考虑了D2 D中继链路的能效问题,而且还同时考虑到了对蜂窝链路的干扰问题.通过仿真验证,所提算法不仅能有效提升D2 D中继链路的能效值,同时降低了对蜂窝用户的干扰.     

多小区5G认知无线电网络能量有效资源优化

为提高5G通信系统中能量利用效率,本文提出一种资源配置算法来解决多小区5G认知无线电网络中资源配置问题。针对需要优化的载波分配变量和功率变量,该算法采用交替优化的方式分别对上述变量进行优化。对于载波分配,所提算法依据最大化信噪比原则来分配载波;对于功率分配,本文将其转变为另外一个等效问题,然后利用连续凸近似方法求解。由于传统正交频分复用调制（OFDM）具有严重的频谱泄露,其他几种具有较低频谱泄露特性的5G候选调制方式,例如滤波器组多载波调制（FBMC）、通用滤波多载波调制（UFMC）、广义频分复用调制（GFDM）等,也被分析比较。仿真结果表明本文所提算法相比干扰受限算法具有更高的能量效率,并且证明具有较低频谱泄露的调制方式能取得更高的能量效率。      

携能网络中保障能效的缓存队列中继选择与能量分配方案

在无线携能（SWIPT）网络中,带有缓存队列的一对半双工SWIPT中继可以在一个时隙内完成信息同时收发,实现虚拟全双工通信。针对SWIPT虚拟全双工网络的资源分配问题,该文研究了缓存队列机制的最佳SWIPT中继选择与子载波能量分配方案。首先建立数学模型,参考注水因子辅助搜索算法,以最大化能效为目标,在满足能量、信息传输速率、最佳接收中继干扰等多个约束条件下,通过求解优化问题选择SWIPT最佳转发中继,同时得到最佳转发中继的子载波能量分配最优解。仿真结果表明,与最大化端到端可达速率为目标的联合资源分配算法相比,所提方案考虑了SWIPT网络中继间干扰。且当源端发送功率较大时,所提方案可以获得较高的能效。      

OFDM固定中继系统中单中继多源用户资源分配方案

通过基站的反馈信息,一个固定中继节点可以用一个OFDM符号同时帮助多个源用户转发信息,这样可以有效地利用带宽。因此,为了进一步提高系统容量,降低中断概率,先在中继节点间进行子载波调整,然后以获取信道容量最大为原则,提出了源用户和中继节点间子载波配对和功率分配的联合优化算法。仿真结果表明,相对于随机中继子载波选择算法以及平均功率分配算法,所提算法的中继系统容量有较大提升,同时中断概率有较为明显的下降。     

Resource allocation optimization algorithm based on double populations differential evolution in WSN

A resource allocation algorithm was proposed for improving the network performance through jointing channel allocation,power control and timeslot allocation in multi-radio multi-channel wireless sensor network.More specifically,the network was modeled as a multi-objective optimization problem where the energy efficient,resource allocation balanced,networks capacity maximized were considered under the link interference and link conflict constraints.Due to the problem was NP-Hardness,a simple centralized algorithm——differential evolution based on double populations was used to solve the constrained multi-objective optimization problem.The simulation results show that the proposed algorithm significantly improves the network capacity and energy efficiency and guarantees the resource allocation balancing while reducing link interference and avoiding link conflict.     

Research on maximizing energy efficiency for relay-aided D2D communication

In order to optimize the energy efficiency for relay-aided D2D communication underlaying cellular network,an algorithm was proposed while guaranteeing the quality of service of D2D users and cellular users.Firstly,the problem was formulated as a mixed integer nonlinear fractional programming problem,with the goal of maximizing the energy efficiency of all D2D users.Then,the maximizing energy efficiency problem was divided into three sub-problems,such as power allocation,relay selection and subcarrier assignment.Finally,the power allocation problem,the relay selection problem and the subcarrier assignment problem were addressed by Dinkelbach method and Lagrange multiplier method,Q-learning and Hungarian algorithm,respectively.The simulation results show that the proposed algorithm can improve the total energy efficiency of D2D users compared with existing algorithms.     

中继增强的无线蜂窝多小区系统的联合调度与功率控制算法

针对采用全局频率复用的中继增强的无线蜂窝多小区系统,该文考虑多种通信模式并存的混合场景,提出了一种干扰感知的联合资源分配策略。以最大化系统总吞吐量为目标,同时考虑小区间干扰对中继节点与移动站点的影响,以及基站与中继节点各自的发射功率约束。为了降低计算复杂度,针对用户与中继节点配对问题提出了一种基于小区间干扰的调度算法;针对功率控制问题分别提出了一种基于符号规划的最优功率分配算法和一种次优的最小能耗功率分配算法。仿真结果表明,该文所提算法逼近最优资源分配,在系统吞吐量与能量效率等性能方面具有显著优势。     

OFDMA中继网络基于效用的资源分配

研究半双工正交频分复用（OFDMA）中继网络的资源分配。解决动态子信道分配,自适应功率分配,传输策略选择和中继选择的联合优化问题。为了公平利用中继用户的资源,把中继用户所能帮助的最大子信道数和每个子信道的功率设为常量。在此基础上,提出贪婪算法以最大化总效用。当算法每次分配资源时,把资源分配给潜在效用增长最大的用户。仿真结果表明所提算法与固定的资源分配策略相比,能更高效地利用资源,并且改善了用户间的公平性。     

OFDMA感知无线电网络中一种基于拍卖博弈的频谱共享新算法

在基于OFDMA的感知无线电网络中,为了最大化从网络的吞吐量,考虑了空间频率复用,通过干扰判据和邻接矩阵描述感知链路在子载波上的冲突,将最大化从网络和速率的问题建模为基于VCG机制的多个赢家的子载波拍卖博弈。通过逐一求解单个子载波上的二进制整数规划问题获得最优解。仿真结果表明,所提出的子载波拍卖算法有效地提高了感知无线电网络中资源的利用效率。