基于博弈论的多小区OFDMA系统资源分配

立足于限制条件下实现多小区OFDMA系统容量最大或总传输功率最小的优化问题,比较分析了近年来提出的多种基于博弈论的资源分配算法。分析了纳什均衡点存在和唯一的条件,通过引入定价机制或虚拟裁判机制,使得到的解收敛于纳什均衡点。最后,探讨了联合中继节点或MIMO技术的多小区OFDMA系统资源分配算法,该算法能有效提高频谱效率,将成为未来研究的热点。     

多小区OFDMA系统的分布式资源分配方案

该文研究了多小区OFDMA系统中下行链路的资源分配问题,主要考虑同信道干扰和频率选择性衰落对资源分配的影响,提出一种基于基站的分布式分配方案,同时考虑用户的服务质量要求(QoS)及公平性,完成子载波和功率的联合分配。算法只要求基站间简单的子载波使用计数的信息交换,不会给系统带来很大的信令负载。仿真表明,通过调整参数,该算法可以取得不同性能间的折衷。     

多小区OFDMA系统基于罚函数-SA的资源分配算法

在多小区OFDMA系统中,基于集中式资源管理,考虑本小区对其它小区的干扰情况, 对各个小区的子载波和功率分配进行调整,从而达到最小化总功率的目的。基于离散功率取 值,提出了一个资源分配组合优化问题模型。为了进一步降低模型复杂度,采用罚函数的方 法简化问题模型,用改进的模拟退火算法进行求解。理论分析和仿真结果表明,与A. Abrar do 提出的多分配算法相比,所提出的算法能够有效降低算法复杂度,且能够获得更好的 吞吐量。     

多小区OFDMA系统基于改进PSA的资源分配算法

针对载波、功率资源分配问题,考虑本小区对其它小区的干扰情况,提出了一种应用于多小区正交频分多址复用(OFDMA)系统中的改进罚函数模拟退火(PSA)算法.该问题模型是在传输速率和性能一定的条件下,最小化传输功率.该算法是一种随机寻优算法,是一种能将局部搜索扩展为全局搜索的启发式算法.仿真结果表明,改进算法简化了问题模型...     

一种基于多小区OFDMA系统用户公平性约束的分布式资源分配算法

针对多小区OFDMA系统下行链路,研究了用户公平性约束下的资源分配问题,提出了一种多基站协作的迭代优化的分布式资源分配算法。每个小区根据干扰状况及用户公平性,迭代地进行子载波和功率的资源优化;而每次迭代中,根据用户公平性准则分配子载波,并将非凸的小区功率优化问题转化为其下界的凸问题,通过一个分布式算法来求解。通过仿真验证了算法的有效性;仿真结果表明,与传统网络的固定功率分配的情形相比,所提算法保证了用户之间的公平性并显著提高了系统吞吐量。     

子载波交织分配的OFDMA系统

近年来，正交频分多址接入系统做为一种新的多址接入技术受到了极大关注。在OFDMA中，相临的多个子载波被分配给不同的用户来为用户并行低速传输数据。子载波是相互间重叠且正交的，所以避免了载波间干扰的产生。文中介绍了向上链接子载波交织分配的OFDMA系统。     

多小区OFDMA系统中基于POMDP的干扰协调

对OFDMA系统中的干扰协调进行了研究,提出了一种基于部分可观察马尔可夫决策过程理论的动态干扰协调算法。该算法结合干扰的统计模型和信道的信干噪比对边缘用户进行信道分配。仿真结果表明,该算法能够有效地使边缘用户避开邻小区干扰,而且不需要小区间交互,节省了系统开销。另外,利用粒子滤波法建立了SINR和干扰的似然关系,不需要系统额外对干扰进行测量。     

基于非合作博弈论的多小区OFDMA系统动态资源分配算法研究

该文采用非合作博弈论的方法研究了多小区OFDMA系统中的动态资源分配问题,首先将各基站的发射功率平均分配给各子载波,然后由所有小区在每个子载波上独立地进行资源分配博弈,给出了用户调度与功率分配联合博弈框架。为了进一步简化,将用户调度和资源分配分开完成,通过将信道增益引入到定价函数中,提出了一种新的定价机制,建立了用户确定时的非合作功率分配博弈模型,分析了其纳什均衡的存在性和唯一性,并设计了具体的博弈算法。仿真结果表明,所提算法在保证吞吐量性能的同时,进一步提升了系统的公平性。     

一种自适应的OFDMA系统下行分组调度算法

提出了一种适合于OFDMA（正交频分多址接入）系统的资源分配与调度算法,该算法利用物理层的信道信息和MAC层的队列状态信息,并综合考虑了数据分组传输的时延要求和业务的优先级,采取资源块与子载波分配相结合的资源分配方式。仿真结果表明,该算法在吞吐量和公平性方面都得到了较好的改善。     

交织OFDMA上行系统CFO估计算法的研究

文中对OFDMA系统中的子载波分配方法进行了研究,介绍了两种子载波分配方法的原理,对两种子载波分配方法进行了仿真,结果显示在频率选择性衰落信道中交织分配的OFDMA系统要比块分配的OFDMA系统获得更多的频率分集.给出了交织OFDMA系统上行链路的信号结构,由于发射机和接收机之间存在的载波频率偏移(CFO)将会影响子载波间的正交性,对多用户的CFO估计提出了一种估计算法,仿真的结果显示所提出的算法具有较好的性能.     

多小区OFDMA网络中用于有效无线资源分配的ICI管理技术(英文)

Two Inter-cell Interference (ICI) management algorithms: Primary Interference Balancing (PIB) algorithm and Interfering Bits Loading Avoidance (IBLA) algorithm are proposed for canceling the ICI effects which the existing efficient radio resource allocation algorithms do not consider. The efficient radio resource allocation algorithm, i.e., Pre-assignment and Reassignment (PR) algorithm, obtains the lowest complexity and achieves good throughput performance in single cell OFDMA system. However, in multi-cel...     

多小区OFDMA解码转发中继通信系统的分布式资源分配算法

现有的多小区OFDMA中继通信系统资源分配的研究主要集中在单个小区的场景下,而不考虑由相邻小区引起的共信道干扰的影响。然而,实际系统中更高的频率复用因子和较小的小区半径,会导致严重的小区间干扰。该文考虑了多小区OFDMA解码转发中继通信系统的资源分配,它是一个混合离散型优化问题,即使在单小区场景下也是NP-hard难解的。由于全局最优求解的复杂性,该文提出一种分布式的次优的资源分配算法。算法分成两步:首先基于较低的信道反馈系统开销,分配子载波以满足用户的QoS要求;然后,将功率控制问题进一步简化并分解为多个凸优化的子问题,由椭球算法不断收敛的对偶变量迭代调整各个子问题的最优求解。仿真结果表明,与参考算法相比,所提算法的系统容量和边缘用户的吞吐量性能都有很大的提升。     

基于对偶分解的OFDMA系统资源分配算法

该文针对多业务OFDMA系统资源分配问题,建立了考虑业务服务质量、数据到达、系统约束的最优化问题。分析了不同业务的速率约束、延时约束和队列长度之间的关系,并利用对偶分解方法将原问题分解为若干独立子问题,分别得到了最优资源块与最优功率分配规则,进而提出了基于对偶分解的最优资源分配算法。仿真结果表明,该算法在业务违反概率较低、公平性较好、算法复杂度略有上升的情况下,可以实现非实时业务吞吐量最大化。     

基于聚类-匈牙利方法的OFDMA子载波分配算法

针对在OFDMA无线通信系统中给用户分配子载波时频谱资源稀缺问题,提出了基于聚类的子载波分配方法,利用最大相关性准则对于某些具有一定相似度的资源进行聚类,分给相同的用户,使得子载波能够提供最大的链路速率。同时通过仿真结果可看出,该方法实现的用户速率最大,性能最优。     

一种跨层的OFDMA系统调度和资源分配算法

 针对OFDMA系统下行链路资源分配和调度问题,提出了一种基于跨层设计的时频二维分配算法(CLSA),在资源分配同时考虑用户物理信道状态信息以及MAC和数据链路层的用户速率要求、延时要求、分组差错率要求等QoS需求,以提高系统吞吐性能以及中断率性能做为算法的设计目标.通过大量的仿真实验验证算法的性能,并与现有的经典算法(OFDMA系统中的MPF算法和M-LWDF算法)性能进行了对比分析.仿真实验结果表明,CLSA算法在系统有效吞吐性能和中断率性能方面有较好表现.     

A Resource Allocation Scheme with Fractional Frequency Reuse in Multi-cell OFDMA Systems

In this paper, a resource allocation scheme is proposed for multi-cell OFDMA systems in downlink under the fractional frequency reuse environments. The objective considers balancing between the maximization of the system throughput and the satisfaction of the user’s data rate requirement. Due to the severe co-channel interference for cellular networks with full frequency reuse, a dynamic fractional frequency reuse scheme is adopted in the cellular network which divides all subcarriers in each cell into two groups: a super group and a regular group. The dynamic fractional frequency reuse scheme can guarantee the intra-cell orthogonality and reduce the inter-cell interference. Therefore, the procedure of the proposed resource allocation scheme includes two main parts: frequency partition and subcarrier allocation. First, each subcarrier is assigned to either the super group or the regular group based on designed functions in all cells. Second, we allocate subcarriers to users by utilizing the designed functions. The designed functions are developed based on the proportional fairness scheduling, the logarithm transformation, and the Lagrangian technique. The designed function is coupled with the instantaneous data rate, the average data rate, and the data rate requirement. Simulation results show that the proposed scheme provides a higher system throughput and improves the outage probability compared with existing schemes.     

基于不完备CSI的OFDMA公平资源分配算法

针对在信道状态信息不完备时,很难兼顾系统容量和公平性这一问题,通过引入公平松弛因子,提出一种公平性可调的遍历容量最大化资源分配算法。为了降低计算复杂度,在利用对偶优化方法求解拉格朗日算子过程中,提出同层循环迭代的搜索方式以代替传统的内外层循环迭代方式。通过仿真和分析表明,该算法在满足公平性的同时实现了遍历容量最大化,且计算复杂度明显降低。     

Multi-cell uplink power allocation game for user minimum performance guarantee in OFDMA systems

The multi-cell uplink power allocation problem for orthogonal frequency division multiplexing access (OFDMA) cellular networks is investigated with the uplink transmission power allocation on each co-frequency subchannel being defined as a multi-cell non-cooperative power allocation game (MNPG). The principle of the design oftbe utility function is given and a novel utility function is proposed for MNPG. By using this utility function, the minimum signal to interference plus noise ratio (SINR) requirement of a user can be guaranteed. It can be shown that MNPG will converge to the Nash equilibrium and that this Nash equilibrium is unique. In considering the simulation results, the effect of the algorithm parameters on the system performance is discussed, and the convergence of the MNPG is verified. The performance of MNPG is compared with that of traditional power allocation schemes, the simulation results showing that the proposed algorithm increases the cell-edge user throughput greatly with only a small decrease in cell total throughput; this gives a good tradeoff between the throughput of cell-edge users and the system spectrum efficiency.