基于进化算法和KKT条件的正交频多用技术(OFDM)资源优化分配方案设计

为了有效改善OFDM资源分配过程中传统二步法的求解性能,提高求解的准确性,提出了一种基于进化算法和KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的正交频分多用技术(orbogonal frequeney division multiplening,OFDM)资源混合优化分配方案。首先在一定规则下产生出子载波分配方案,在通过KKT条件给出较优的功率分配方案,计算对应的系统容量值,并作为适应值,把每个载波分配方案作为一条染色体,经过交叉、变异,得到一组新的载波分配方案。再用KKT条件对每一个新的载波分配方案求出相应的一种较优的功率分配方式,并得到相应的系统容量值。将上述过程交替进行,即可实现载波分配的优化信息和功率分配的优化信息彼此利用,达到混合优化求解,提高准确性的目的。经过实验仿真分析表明,该方案在多用户条件下与传统的MPSO、PFPA方案相比,在系统容量、最小发射功率、系统总传输速率等方面有明显的优势。

多用户电力线通信自适应OFDM系统中的资源分配与交换优化

自适应正交频分复用(OFDM)是一种实现电力线多用户高速数据通信的技术,资源动态分配是这一技术的重要组成部分。文章针对电力线通信的限制条件,探讨了在最大总功率、各用户要求最小速率、各子载波分配最大功率和比特数的约束下,多用户在多子载波上自适应比特和功率分配的数学模型,提出一种新的速率自适应动态资源分配算法,其实现分为4个相互联系的阶段,依次是确定工作子载波、单用户资源分配、子载波和功率交换、比特交换和功率调整。在典型电力线信道环境下的仿真结果表明,该算法比已有的多用户频谱分配优化算法性能更优,能更好地满足多用户资源分配模型的目标要求。

时变信道正交频分复用系统绿色资源分配算法

传统的基于终端节能的绿色资源分配算法大都忽略了无线信道的时间选择性对能耗与系统性能的影响,为此提出一种结合多用户分集的绿色资源分配算法。在保证用户公平性的基础上引入多用户分集,动态调整多用户分集子模块大小以满足信道时变特性要求;分集子模块内有多个频带可供使用,用户资源尽可能集中在比较少的时隙内传输以降低总的终端接收能耗,通过顶点搜索快速寻找最优解。仿真结果表明,系统吞吐量可以提高13%左右,其稳定性得到改善;同时算法具有计算复杂度低、收敛速度快等特点,保持了良好的终端节能增益。

多用户MIMO-OFDM系统基于QoE效用函数的跨层资源分配

对多用户MIMO-OFDM系统下行链路的资源分配问题进行了研究。依据实时(RT,real-time)和非实时(NRT,non real-time)业务的不同特点分别设计了QoE效用函数,并提出一种基于RT&NRT QoE效用函数的跨层资源分配算法。该算法利用所设计的效用函数计算用户分得资源所贡献的QoE增量,并根据由QoE增量确定的用户优先级完成时频资源块的分配,进而通过"拟注水"方式对功率分配进行优化。仿真结果表明,该算法相比已有算法在用户平均QoE、实时业务平均分组时延、非实时业务平均分组丢失率以及系统和吞吐量方面的性能均得到了明显改善。

基于改进人工鱼群算法的多用户OFDM系统自适应资源分配

在鱼群算法中提出了人工鱼的吞食行为,对算法进行了改进,在保证算法性能的前提下明显降低了人工鱼群算法的复杂度。通过对多用户OFDM系统模型的分析,结合对用户公平性的考虑,给出了该系统中自适应资源分配问题的目标函数。用改进鱼群算法在保证用户公平性的基础上,很好地解决了多用户OFDM中的自适应资源分配问题,实现系统总传输速率最大化。

基于多用户空间相关性的MIMO-OFDM下行链路资源分配

针对多用户MIMO-OFDM下行链路,满足各用户速率及误比特率需求的最小化系统功率问题,提出按用户空间相关性分组的子载波独占方式与共享方式相结合的资源分配算法。空间高度相关的用户分在一组,组内按比例公平原则以独占方式分配子载波;组间以收发结合的基于零空间交集的分组迫零算法实现子载波共享;用户以贪婪算法独立分配比特功率。仿真结果验证所提算法不仅系统总功率小于独占方式及基本迫零共享方式,而且频谱利用率高于独占方式、所需天线数小于基本迫零共享方式。

多用户OFDM比例公平资源分配算法

提出了一种在多用户OFDM系统中总发射功率和误码率限定的条件下,系统总数据容量最大化的子载波分配算法。针对已有算法对数据容量和公平性兼顾较差的情况,通过引入比例公平控制参数α,把子载波分配分为两部分,首先对所有用户的信道增益降序排列,从中选择αN信道增益较好的子载波进行分配,然后对剩余的(1-α)N个子载波按比例公平的原则进行子载波分配。第一步可以获得较粗糙的比例公平,但可以获得较大的数据容量,通过第二步进一步调整比例公平。可以根据实际需要选择合适的α。子载波分配完毕后,采用注水算法调整子载波间功率分配。通过仿真显示该文算法数据容量得到提高的同时很好地保持了用户间的比例公平。

速率比例公平下多用户OFDM系统的自适应资源分配

在多用户正交频分复用(MU-OFDM)系统中,考虑各个用户之间具有比例数据传输速率限制条件下的一种公平的自适应资源分配方案的最优算法计算量巨大,为此,提出了一种将子信道分配和功率分配相分离的次优算法。首先,在假设相同功率分配的情况下进行子信道的分配,然后在保持一定比例公平条件下使总容量最大时进行最优功率分配。对该算法的仿真表明,在用户数为2、子信道数为10的系统中,所提算法的容量性能接近最优算法,而计算量由指数增长变为线性增长。所提资源分配算法的总容量比以前的算法在用户间的分配更公平也更灵活。

基于相关信道的多用户MIMO-OFDM下行链路资源分配

为了最小化多用户多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统下行链路发射功率,基于相关信道,提出按用户空间相关性分组的子载波共享方式与独占方式相结合的资源分配算法.不同用户组共享全部子载波,利用基于各组边缘用户中心角导引向量的组迫零方法实现各用户组的共道干扰抑制,各组内用户以独占方式分配子载波、比特、功率.仿真结果表明,新算法在不同速率及误比特率时,系统所需功率小于独占方式及基本迫零共享方式,且频谱利用率高于独占方式,基站所需发射天线数及计算复杂度小于基本迫零共享方式.

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。

比例速率约束下基于遗传策略的多用户OFDM系统资源自适应分配算法

基于遗传策略提出了载波和功率自适应分配算法,它在最大化多用户OFDM系统下行链路总容量的同时维持用户之间的比例公平性,是一种将子载波分配和功率分配独立开的低复杂度次优算法。当总功率在载波间均等分布时,首先进行子载波的分配。随后引入遗传算法通过全局搜索实现用户间的功率分配,以满足比例公平性要求。功率分配结束后,针对每一个用户使用等功率分配方式实现容量分配并实现总功率的最大化。仿真结果表明,所提出的资源分配算法平衡了总容量和公平性之间的折中问题。与最小容量最大化算法相比,满足了用户之间不同的速率要求。相对于总容量最大化算法,容量在用户之间分布更公平。

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RA准则的多用户OFDM自适应资源分配算法改进

针对现有最优算法计算复杂度高、不利于实时应用的不足,根据误比特率和总功率限制条件下多用户OFDM系统自适应资源分配的数学优化模型,从最大化系统容量的目标出发,提出了一种计算复杂度低、易于实现的子载波、比特及功率分配算法.理论分析和仿真结果表明,在时变无线信道中采用此算法的性能明显优于Lee提出的算法和静态资源分配算法(OFDM-TDMA),且计算复杂度低.

基于差分进化算法的多用户OFDM自适应资源分配

针对多用户正交频分复用系统自适应资源分配问题,提出一种改进的子载波和基于差分进化算法的功率自适应分配算法。该算法首先在均等功率下进行子载波分配,然后通过添加约束条件检测改进步骤,改进差分进化算法,并采用该算法根据设置的兼顾用户公平性与系统容量的目标函数,全局寻优实现用户间的功率分配。仿真结果表明,算法在低算法复杂度及兼顾用户公平性的情况下实现了较高的系统容量提升,证明其有效性。

基于QoS的多用户OFDM系统自适应资源分配算法

在多用户OFDM系统中,为满足用户的服务质量要求并降低算法复杂度,提出一种基于QoS的自适应资源分配算法。该算法将子载波和功率分配算法分开进行,给出了基于QoS的子载波分配方案,并将用户分为VIP用户和普通用户,对两种用户分别采用不同的功率分配算法,在保证VIP用户达到所需要速率的前提下,尽量满足普通用户的速率要求,使MU-OFDM系统成为一个具有服务质量保障的系统。仿真结果表明,该算法既保证了VIP用户和普通用户的性能指标,又降低了算法的整体计算复杂度。

非线性条件下多用户OFDM系统的自适应资源分配

为了提高多用户正交频分复用(OFDM)系统的容量和功率效率,可以根据用户的服务质量(QoS)采用一种自适应的子载波、比特和功率的分配策略。然而这样使得OFDM信号更易于受非线性的影响,使用户的信噪比下降,导致QoS得不到满足。本文将研究非线性对用户最终信噪比的影响,并提出一种在这样的系统中保证用户QoS的资源分配算法,使总发射功率最小。文章最后使用该算法进行仿真,分析非线性对系统性能的影响。

认知OFDM系统的一种公平有效的多用户资源分配方案

在可用子载波、干扰温度、次级用户功率预算及公平性等约束条件下，提出了一种适用于认知OFDM系统的公平有效的多用户资源分配方案。该方案将子载波和功率分配分为两个相继的步骤，以降低计算复杂度。第一步引入子载波分配的比例公平原则，保证每个用户都能满足一定的通信要求；第二步采用一种改进的快速迭代注水算法，通过选择适当的调整步长肛值来改善算法收敛性能，可以使各次级用户在给定子载波上快速注水。算法分析和仿真结果表明，与现有的贪婪分配＋迭代注水方案相比，该方案能灵活地在频谱有效性和公平性之间取得良好的折中，而且大幅降低现有算法的计算开销。

单小区多用户下行OFDM系统资源分配算法研究

多用户正交频分复用(OFDM)系统中,充分利用多载波系统的多用户分集进行合理无线资源分配,能够显著提高系统容量和最大限度提高频谱利用率。经过广泛的研究,很多有效资源分配算法已经被提出来。重点讨论了单小区多用户OFDM系统关于子载波、比特及功率等无线资源的分配问题,介绍现有的研究成果,包括常见的模型及求解方法,并介绍近期的研究热点,包括多小区系统、多入多出(MIMO)系统等。

多用户OFDM系统中的联合子载波和功率分配算法

正交频分复用系统中的动态资源分配对提高频谱效率起着至关重要的作用,故提出了一种多用户正交频分复用系统中的新型子载波和功率分配算法,根据用户速率请求进行子载波分配,并结合改进的多用户注水算法,在提高系统频谱效率的同时,满足用户的误比特率要求.研究结果表明,该算法在保证误比特率和用户间公平性的前提下提高频谱效率.

多用户多载波无线携能通信系统的上下行联合资源分配

无线携能通信(SWIPT)技术是解决无线网络能量受限问题的有效方法,该文研究一个由基站(BS)和多用户组成的多载波SWIPT系统,其上行和下行链路均采用正交频分复用(OFDM)技术。在下行链路中,基站向用户同时进行信息与能量传输;在上行链路中,用户利用从基站接收的能量向基站回传信息。该文以最大化上下行加权和速率为目标,联合优化上行和下行的子载波分配和功率分配,提出基于拉格朗日对偶法和椭球法的最优联合资源分配算法。计算机仿真结果证实了该算法的有效性。