基于擴(kuò)展對(duì)偶理論的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源分配問(wèn)題研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Devision Multiplex,OFDM)技術(shù)具有頻譜效率高、抗多徑衰落等特點(diǎn),是新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。在OFDM系統(tǒng)中,功率分配和子載波分配是其資源分配的關(guān)鍵問(wèn)題,子載波分配一般對(duì)應(yīng)一個(gè)離散問(wèn)題,因此,OFDM系統(tǒng)資源分配問(wèn)題實(shí)質(zhì)上為一個(gè)混合整數(shù)非線性規(guī)劃問(wèn)題(MINLP)。目前針對(duì)MINLP問(wèn)題的研究相對(duì)較少,缺乏一種統(tǒng)一有效的方法,本文提出了一種求解該類問(wèn)題

2、的通用方法。
　　 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)(wireless mesh network,WMN)集Ad Hoc、WLAN和無(wú)線寬帶接入網(wǎng)(Wireless Broadband Access Network,WBAN)三種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)于一身,是未來(lái)無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)核心網(wǎng)最理想的組網(wǎng)形式之一,極有可能挑戰(zhàn)3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù),是構(gòu)建B3G/4G網(wǎng)絡(luò)的潛在技術(shù)之一。在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)資源分配的研究中,時(shí)間一直是個(gè)被忽視的因素,本文研究了典型

3、Mesh網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景下加入時(shí)間分配的資源優(yōu)化方法。
　　 本文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn):
　　 一、對(duì)非線性規(guī)劃(NLP)問(wèn)題引入改進(jìn)的參數(shù)型拉格朗日函數(shù),并以此為基礎(chǔ)闡述了擴(kuò)展對(duì)偶理論和相關(guān)算法,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了求解NLP問(wèn)題的擴(kuò)展對(duì)偶算法,繼而結(jié)合退火算法對(duì)該算法進(jìn)行改進(jìn),提出能求解MINLP問(wèn)題的擴(kuò)展對(duì)偶算法-EDS算法。最后針對(duì)實(shí)例仿真,驗(yàn)證算法的收斂性和優(yōu)越性。
　　 二、構(gòu)造了蜂窩OFDMA系統(tǒng)功

4、率分配模型,優(yōu)化目標(biāo)為滿足基站功率限制和子載波分配限制的網(wǎng)絡(luò)的效用最大化。該模型包含功率和子載波兩種資源的分配,是一個(gè)MINLP問(wèn)題,通過(guò)模型轉(zhuǎn)化得到了等價(jià)的連續(xù)型NLP問(wèn)題模型。通過(guò)擴(kuò)展對(duì)偶拉格朗日函數(shù),得到MINLP問(wèn)題模型的擴(kuò)展對(duì)偶問(wèn)題,并結(jié)合功率約束和子載波分配約束條件提出了基于擴(kuò)展對(duì)偶理論的懲罰因子更新機(jī)制。最后通過(guò)Matlab仿真檢驗(yàn)算法的收斂性,并和遺傳算法(GA)求解NLP問(wèn)題模型的結(jié)果比較,驗(yàn)證本文所提方法的有效性。<