异构蜂窝网络中功率和资源分配博弈算法研究

基于D2D和中继异构蜂窝网络进行资源复用可获得系统性能增益,但同时也使得网络中的干扰更加复杂.针对该问题,提出功率和资源分配博弈(PRAG)算法,通过功率控制和资源分配对D2D和中继异构蜂窝网络进行干扰协调.基于代价参数设定D2D和中继链路效用函数,确定最佳发射功率.在此基础上,将生成的效用值矩阵参与博弈,选择合适的蜂...     

基于博弈资源分配的认知异构网络干扰协调算法

基于underlay频谱共享模式的认知异构网络可有效缓解频谱资源短缺问题,但同时会加剧网络中的干扰。针对该问题,提出了一种基于非合作博弈模型的动态频谱分配和功率控制算法进行干扰协调。首先,考虑频谱共享造成的干扰问题,引入认知用户优先等级,将问题构建为联合动态频谱分配与功率控制的频谱定价博弈模型;其次,通过两阶段动态博弈得到纳什均衡解,实现认知网络层频谱资源合理分配和发射功率控制。仿真表明,所提算法能够实现不同优先级用户频谱资源的合理分配和认知基站发射功率控制,有效抑制认知异构网络的跨层干扰和层内干扰。     

认知异构网络中基于不完全频谱感知的资源分配算法

针对认知异构网络中的干扰抑制问题,文中研究了如何降低其对宏用户(MU)的干扰并提高系统吞吐量。通过全面分析干扰来源,建立不完全频谱感知下的干扰模型;结合用户拓扑信息,综合考虑总功率约束和干扰约束,以最大化下行链路的吞吐量为准则构建优化问题;然后分析KKT条件,简化优化问题,进而设计出基于不完全频谱感知的分步式资源分配算法。仿真结果及性能分析表明,相比于基于完全频谱感知的资源分配算法,所提算法对MU造成的干扰更小,并且获得了更优的吞吐量性能。     

LTE-A 异构网络的干扰抑制技术研究

针对传统的干扰协调算法存在着频谱效率不高,吞吐量低等问题,基于LTE-A,提出了一种改进的动态部分频率复用算法.在传统蜂窝网络中引入了低功率节点,与宏蜂窝网络组成异构网络.在改进的算法中,划分了干扰区域,以干扰区域比重为依据对用户进行分组,再为用户分配子信道.同时,建立干扰图,用点着色算法对图中顶点进行着色,再根据着色结果对节点进行分组,依据分组结果使用频谱资源分配算法进行资源分配.实验结果表明,该算法与传统算法相比具有更高的频谱效率,在保证系统的吞吐量的同时提高了用户的信道噪声比SINR.     

NOMA系统异构网络中联合用户关联和功率控制协同优化

针对非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)系统的两层异构网络,提出了基于效用函数最大化模型的用户关联与功率控制协同优化问题.在该问题中将系统总能效作为效用函数,在一定的用户服务质量要求(QoS)和最大功率限制约束下,提出一种联合用户关联和功率控制的算法.该算法首先将原问...     

异构蜂窝网络中联合功率控制的终端直通通信资源分配

针对异构蜂窝网络中终端直通（D2D）用户和小蜂窝用户复用宏蜂窝用户资源产生的干扰问题,提出一种联合功率控制的资源分配方案。首先,在满足用户信号干扰噪声比（SINR）和发射功率约束条件的前提下,根据系统干扰模型推导出每个D2D用户和小蜂窝用户复用宏蜂窝用户信道资源时的最优发射功率;其次,将用户的信道选择规划成用户和信道之间的双边匹配问题,采用延迟接受（Gale-Shapley）算法得到一个稳定的匹配解;最后,以所得的匹配解为初始条件,通过交换搜索算法进一步优化分配方案。仿真结果表明,该方案的系统总容量和能量效率分别是最优解的93.62%和92.14%,与随机资源分配方案、无功率控制和交换搜索的分配方案,以及有功率控制无交换搜索的分配方案相比,系统容量平均增幅分别为48.29%、15.97%和4.8%,系统能量效率平均增幅分别为62.72%、44.48%和4.45%。该方案能够达到近似最优的系统总容量,有效提高频率利用率和能量效率。     

认知网中基于联盟博弈的资源分配与功率控制

为解决认知型飞蜂窝和宏蜂窝构成的双层网络中存在的上行干扰问题，通过分析建模，提出了一种用户合作策略。在频分复用划分不同频率段的用户基础上，让同一频段的宏用户与飞用户采用合作博弈的方式组成联盟，联盟内部通过时分复用方式共享信道。在形成联盟的用户中，根据联盟后的用户速率，进行功率控制。仿真结果表明，优化模型提高了双层异构网络中飞蜂窝网络用户的吞吐量和接入率，降低了异构网络中的相互干扰，提高了系统的能效，增加了用户接入率。     

异构网络资源分配：改进多对一转移匹配

随着无线业务的急剧增长,短缺的频谱资源正面临着巨大挑战。采用无线异构网络被视作解决此问题,提高频谱利用率的一种有效手段。但是,由于宏蜂窝和微蜂窝共享相同频谱资源,同层和跨层干扰非常严重,这时如何合理进行资源分配成了一个棘手的问题。针对该问题,根据匹配理论提出了一种改进多对一转移匹配算法进行资源分配。该算法在满足交换条件下,通过微蜂窝用户不断地交换其匹配资源,最终形成稳定转移匹配。仿真结果表明,所提改进转移匹配算法较传统转移匹配算法和改进Gale-Shapley匹配算法性能更易收敛到最优解,同时提高了频谱利用率,降低了计算复杂度。     

无线异构网络的资源分配策略

无线异构网络要求实现不同工作模式通信系统间的资源合理分配。为了获得不同通信系统对无线资源的有效利用,参考XG架构定义了可承载不同通信系统业务需求的多维度资源容器,提出二级资源分配策略及相应的资源分配算法来实现多维度资源容器与各个通信系统之间各种业务承载需求的匹配。仿真与性能分析验证了该资源分配策略在实现不同通信系统共存的条件下,提高了无线网络频谱资源利用率。     

基于能效的异构无线网络联合切换调度和资源分配算法

在宏蜂窝和微蜂窝并存的异构无线网络中,为了提高系统能效,提出了一种联合切换调度和资源分配(JSRA)算法。首先,利用基于微基站睡眠的集中式切换调度算法(CUSA)来确定用户的关联基站,CUSA将微基站用户全部切换到宏基站是否能减少功耗作为判断微基站睡眠的准则;然后,基站采用基于最优信道质量的子载波分配调整(BCSA)算法为用户分配子载波和传输功率,BCSA算法通过调整最大能效用户和最小能效用户之间的子载波分配,保证网络能效逼近最优解。理论分析和实验仿真表明,同单独考虑用户切换或资源分配的三种算法相比,JSRA算法复杂度偏高,但是在用户数为120时网络功耗最多降低44.4%,用户总速率只比一种对比算法略有下降,最多提升80%,网络能效最多提升200%。实验结果表明,JSRA算法能够有效提高异构无线网络的网络能效。     

基于效用函数的OFDM混合业务资源调度算法*

主要研究了QoS和BE两种混合业务场景下OFDM无线网络下行链路的资源调度问题,提出了一个基于效用函数的跨层资源调度模型,其能够自适应地对两种业务进行资源的联合优化分配。该模型被抽象为一个非线性整数规划问题,优化目标是系统总效用最大化,同时满足同信道干扰（CCI）约束以及QoS业务的质量要求。将该非线性整数规划问题转换为连续松弛凸规划问题进行求解,并结合最优松弛解,提出了一种简单的动态子载波分配算法,即MMU(mix-max-utility) 算法。仿真结果验证了该调度算法能使系统较好地支持混合业务,系统     

基于Stackelberg博弈的协作网络功率分配策略

针对协作网络中的功率分配问题,提出基于Stackelberg博弈的分配策略。首先建立博弈模型,源节点根据中继节点分配的功率给出价格;中继节点根据自身资源情况、信道状态、位置信息以及源节点提出的价格,进行协作传输功率的分配,从而构建用户效用函数;接着证明了该效用函数满足凹函数的条件,且存在均衡点,因此参与决策的用户可以通过求解协作功率和价格的Stackelberg均衡解(SE)最大化自己的效用;最后,通过仿真实验验证了均衡点的存在,并对源节点位置不同情况下节点的价格、功率和效用进行了分析,实验中离中继更近的源节点的协作功率和效用分别是距离较远用户的1.29倍和1.37倍。理论分析与实验结果证明了策略的有效性,而且该策略能适用于协作网络及其他分布式网络。     

Power allocation for OFDM-based cognitive heterogeneous networks

In this paper,the capacity maximization and the spectrum utilization efficiency improvement are investigated for the Pico cells in broadband heterogeneous networks.In frequency-reuse model,the users attached to Macro base station are usually viewed as primary users,and those attached to Pico base station should be regarded as cognitive radio(CR) users.As both the primary users and the CR users communicate in parallel frequency bands,the performance of the system is limited by the mutual inter-carrier interference(ICI).In order to control ICI and maximize the achievable transmission rate of the CR users,an effective power allocation scheme is proposed to maximize the transmission rate of the CR users under a given interference threshold prescribed by the primary users.By transforming this suboptimal solution into an innovative matrix expression,the algorithm is easier to perform in practice.The simulation results demonstrate that the proposed algorithm provides a large performance gain in Pico cell capacity over the non-cooperative and equal power allocation schemes.     

一种增强小区资源分配的频谱效率提高算法

两层异构网络中小区增强技术在减轻宏小区负载同时也引起严重跨层干扰问题。针对增强小区跨层干扰问题,提出一种动态资源分配调度方案,以减小系统干扰提高系统频谱效率为目的,通过设定校验系数,平衡两层网络负载;通过动态调整增强小区专用频谱资源比例,在降低跨层干扰情况下,提高了资源利用率。仿真结果表明,与现有方案相比,所提方案在保证宏小区性能稳定的同时,有效地减少了微微小区跨层干扰,提高系统总频谱效率,两层网络负载得到平衡。     

异构网络中基于博弈的多宿主用户带宽分配算法

针对异构无线网络中的带宽分配问题,将网络间的带宽分配模型转化为非合作博弈模型,提出一种基于非合作博弈论的动态带宽分配（ NCRA）算法。首先,根据用户的带宽需求,并充分考虑当前各种不同网络的负载因素,设计一种基于网络能力动态为用户分配带宽的效用函数;然后,通过证明效用函数为凹函数来验证网络间非合作博弈纳什均衡的存在性,并获得网络间的最佳带宽分配策略;最后,通过仿真实验,验证所提出算法的性能。