OFDM中繼系統(tǒng)的資源分配算法研究.pdf

1、中繼技術(shù)可以擴(kuò)大基站的覆蓋范圍，提高邊緣用戶速率，已經(jīng)成為移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一s OFDM技術(shù)可以有效降低寬帶無線通信系統(tǒng)在多徑衰落信道下的符號間芐擾，已在寬帶無線通信中得到廣泛應(yīng)用。為了有效利用中繼和OFDM技術(shù)的特點(diǎn)，基于中繼的OFDM系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注。
　　本文主要對基于中繼的OFDM系統(tǒng)自適應(yīng)資源分配算進(jìn)行了深入的研宄。介紹了OFDM調(diào)制方案下的兩跳AF中繼鏈路算法，針對系統(tǒng)的能量效率問題，熏點(diǎn)研

2、究了三種不同效用函數(shù)下的資源分配問題：
　　(1)針對多中繼OFDM系統(tǒng)下的改進(jìn)譯碼轉(zhuǎn)發(fā)（DF)協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)，在系統(tǒng)速率受限條件下，以最小化系統(tǒng)功率為效用函數(shù)，提出了_種子載波配對、中繼選擇和功率分配聯(lián)合優(yōu)化算法。為了降低系統(tǒng)復(fù)雜度，該算法將最優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為西規(guī)劃問題，并采用對偶分解的方法將該問題轉(zhuǎn)化為三個(gè)子問題：首先假定載波配對變量和中繼決定因子給定的情況下，采用注水定理，求出基站和中繼的功率分配；然后假定載波配對變量給定情況下

3、，求出中繼決定因子；最后利用匈牙利算法求出載波配對變量。
　　(2)研究了單中繼多用戶. OFDM系統(tǒng)中的能量效率問題，提出了—種單中繼多用戶OFDM網(wǎng)絡(luò)中在聯(lián)合功率約束下的最大化系統(tǒng)能量效率的資源分配算法^該算法以最大化系統(tǒng)每焦耳發(fā)送的比特?cái)?shù)為效用函數(shù)，同時(shí)兼顧用戶的公平性，采用分式規(guī)劃的方法將優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為凸規(guī)劃模型，將子載波配對、子載波-用戶分配的3維分配問題經(jīng)連續(xù)縮放之后采用拉格朗日對偶方法求得最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明，當(dāng)系統(tǒng)

4、發(fā)射功率超出一定限值時(shí)，系統(tǒng)的能量效率值能夠保持不變。
　　(3)考慮多中繼和多用戶的OFDM中繼網(wǎng)絡(luò)，以最大化系統(tǒng)時(shí)間平均下毎焦耳傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)為效用函數(shù)，提出了一種低復(fù)雜度的以最大化用戶系統(tǒng)能量效率的子載波-功率分配和中繼選擇算法。該算法首先將最大化用戶時(shí)間平均下每焦耳傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)轉(zhuǎn)化為最大化用戶時(shí)間平均下每瓦傳輸?shù)谋忍厮俾?，然后，通過轉(zhuǎn)化將該能量效率問題直接轉(zhuǎn)化為中繼選擇、子載波分配和求解各鏈路容量的問題。仿真結(jié)果表明，該算法