無(wú)線中繼網(wǎng)絡(luò)中的資源分配算法研究.pdf

1、最近，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迎來(lái)了匿大的發(fā)展，巨大的數(shù)據(jù)量迫切需要更加有效的無(wú)線傳輸技術(shù)。人們已經(jīng)證明，在下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線中繼技術(shù)可以為用戶提供更加可靠的傳輸質(zhì)量并擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍。中繼系統(tǒng)中資源分配的結(jié)果直接決定系統(tǒng)資源利用效率以及系統(tǒng)的性能》
　　本文對(duì)無(wú)線中繼網(wǎng)絡(luò)中的資源分配算法進(jìn)行了研究，分別從多中繼選擇、功率分配和子載波配對(duì)等方面提出了資源分配優(yōu)化算法。本文主要的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　(1)針對(duì)多中繼場(chǎng)景下的放

2、大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)，在各用戶功率以及總功率分別受限條件下，以最小化系統(tǒng)中斷概率為目標(biāo)，提出了一種多中繼選擇和功率分配聯(lián)合算法。在選擇中繼時(shí)，該算法不僅考慮了信道質(zhì)量，還考慮了各中繼的功率輸出能力，更加符合實(shí)際通.場(chǎng)景，同時(shí)，該算法引入排序思想，并通過(guò)迭代的方法進(jìn)行中繼選擇，大大降低了復(fù)雜度0在功率分配方面，該算法通過(guò)簡(jiǎn)單的功率再分配大大減小了搜索最優(yōu)中繼集過(guò)程的算法復(fù)雜度。仿真結(jié)果表明本文提出的多中繼選擇算法與基于中斷概率上界的最優(yōu)功率

3、分配窮舉遍歷算法性能相近，而復(fù)雜度大大減小。
　　(2)在雙向認(rèn)知無(wú)線中繼網(wǎng)絡(luò)中，提出了種低復(fù)雜度的功率分配算法。在各節(jié)點(diǎn)功率受限條件下，為了最大化次用戶系統(tǒng)容量同時(shí)保證整個(gè)通信過(guò)程中主用戶的服務(wù)質(zhì)量，本文首先構(gòu)建了系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化模型，然后提出,一種基于柯西-施瓦茨不等式的次優(yōu)功率分配方法。不同于傳統(tǒng)中繼網(wǎng)絡(luò)資源分配算法，該功率分配算法基于柯西-施瓦茨不等式，避免使用迭代方法，大大降低了計(jì)算復(fù)雜度。仿真結(jié)果表明，本文提出的功率分配算

4、法性能優(yōu)于最優(yōu)單中繼算和平均功率分配算法，并且達(dá)到了與基于內(nèi)點(diǎn)法的最優(yōu)功率分配算法十分接近的性能。
　　(3)在多中繼OFDM網(wǎng)絡(luò)中，以最大化系統(tǒng)容量為目標(biāo)提出了一種功率分配和子載波配對(duì)聯(lián)合算法。該算法中源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行子載波配對(duì)，并且一個(gè)子載波對(duì)可以被多個(gè)中繼轉(zhuǎn)發(fā)，以此來(lái)獲得分集增益，同時(shí)允許源節(jié)點(diǎn)在第二個(gè)傳輸時(shí)隙重新發(fā)送其在第一個(gè)時(shí)隙發(fā)送的信息，這在直達(dá)信道較好的情況下可以為系統(tǒng)提供額外的分集增益。通過(guò)定義等效信道增益

5、并應(yīng)用本文提出的基于柯西-施瓦茨不等式的功率分配算法，對(duì)原最優(yōu)化模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化以求得最優(yōu)解。此外，本文對(duì)最優(yōu)算進(jìn)行了簡(jiǎn)化，提出了一種次優(yōu)算法，該次優(yōu)算法避免了大量等效信道增益的計(jì)算，在降低算法復(fù)雜度的同時(shí)能提供與最優(yōu)算法近似相等的性能。仿真結(jié)果表明，本文提出的算法性能優(yōu)于傳統(tǒng)的有分集增益或是無(wú)分集增益的算法。
　　(4)提出了一種OFDM多中繼網(wǎng)絡(luò)中能量效率的優(yōu)化算法，在滿足系統(tǒng)最小傳輸速率的前提下，'構(gòu)建了包含子載波配對(duì)以及功率