資源分配方法

資源分配方法第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo目錄1研究背景2關(guān)鍵技術(shù)介紹3現(xiàn)有算法總結(jié)第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo目錄1研究背景2關(guān)鍵技術(shù)介紹3現(xiàn)有算法總結(jié)第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo研究背景網(wǎng)絡(luò)接入在線視頻數(shù)據(jù)互傳電視直播網(wǎng)絡(luò)電話傳輸速率高第四代通信標(biāo)準(zhǔn)LTE-A

無線頻譜是一種有限的寶貴資源，其中適合民用的無線頻譜資源更是十分有限。無線頻譜的稀缺性是無線通信的主要特點(diǎn)之一，而緊張的無線頻譜資源和用戶增長的業(yè)務(wù)需求之間是一對(duì)不可調(diào)和的矛盾，這種矛盾為無線通信的發(fā)展帶來的巨大的挑戰(zhàn)。第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo研究背景提高頻譜利用率載波聚合技術(shù)

多天線MIMO技術(shù)

OFDMA技術(shù)

CR技術(shù)

Relay技術(shù)

多點(diǎn)協(xié)同技術(shù)

為緩解這種矛盾，需要采取能夠提高頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)和合適的資源分配方式。第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo研究背景

QoS需求：

下一代無線通信系統(tǒng)理應(yīng)能夠承載各種實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)傳輸率高的多媒體業(yè)務(wù)，因此必須具備保證用戶QoS的能力。保證用戶最低速率算法[1-2]。保證用戶間速率公平性算法[3-4]。保證多業(yè)務(wù)的QoS算法[5-6]。

LinYB,ChiuTH,andSuYT.Optimalandnear-optimalresourceallocationalgorithmsforOFDMAnetworks[J].IEEETransactionsonWirelessCommunications,2009,8(8):4066-4077.ShimW,HanY,andKimS.Fairness-awareresourceallocationinacooperativeOFDMAuplinksystem[J].IEEETransactionsonVehicularTechnology,2010,59(2):932-939.ChangLiu,XiaoweiQin,SihaiZhangandWuyangZhou.Proportional-fairnessdownlinkresourceallocationinOFDMA-basedrelaynetworks.JournalofCommunicationsandNetworks,2011,13(6):633-638.陳瑾平,李春國,楊綠溪.比例速率約束下OFDMA系統(tǒng)近似最優(yōu)的資源分配算法[J].

電子與信息學(xué)報(bào)，2011,33(5):1147-1153.KangheeKim,HongkuKang,KiseonKim.Providingqualityofserviceinadaptiveresourceallocationfor

OFDMAsystem[C].IEEEVTC,2004,1612-1615.XingningZhu,JiachuanHuo,XiaoxiXu,ChunxiuXu,WeiDing.QoS-guaranteedschedulingandresource

allocationalgorithmfor

IEEE802.16OFDMAsystem[C].IEEEICC,2008,3463-3468.第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo目錄1研究背景2關(guān)鍵技術(shù)介紹3現(xiàn)有算法總結(jié)第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-OFDMA是基于OFDM調(diào)制的一種無線接入方式

OFDM是許多無線通信采用的標(biāo)準(zhǔn)；將傳輸帶寬劃分成相互正交而且交錯(cuò)重疊的許多子載波。DigitalAudioBroadcast

IEEE802.11a/g

DigitalVideoBroadcastT/H子載波頻率信道增益信道傳輸帶寬第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-OFDMA

...User1User2頻率基站(子載波、功率分配)UserK將不同的子載波集分配給不同的用戶實(shí)現(xiàn)多址第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-OFDMAOFDMA優(yōu)勢

很強(qiáng)的抗多徑衰落和符號(hào)間干擾能力；

頻譜利用率高；通過頻譜的子載波化可以實(shí)現(xiàn)頻域資源的靈活分配。第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-Relay

協(xié)作中繼通信模型

信息傳輸可以看作是兩個(gè)時(shí)隙來完成的；所獲得的分集增益為二，可明顯提高傳輸?shù)目煽啃裕?/p>

目的節(jié)點(diǎn)中繼節(jié)點(diǎn)源節(jié)點(diǎn)單中繼協(xié)作通信模型第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-Relay中繼通信的雙工模式

全雙工模式

指中繼節(jié)點(diǎn)可以在同一頻帶上進(jìn)行收發(fā)信號(hào)，但此時(shí)中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)會(huì)產(chǎn)生相互干擾。半雙工模式

指中繼節(jié)點(diǎn)在相互正交的頻帶上分別進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)，半雙工方式易于實(shí)現(xiàn)。第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-Relay中繼通信中的中繼模型

第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-OFDMA中繼處理方式

放大轉(zhuǎn)發(fā)-AF基本思想：中繼節(jié)點(diǎn)處放大轉(zhuǎn)發(fā) 給目的節(jié)點(diǎn)。 優(yōu)缺點(diǎn)：協(xié)作機(jī)制簡單，在放大 信號(hào)的同時(shí)也放大了噪聲。

第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-OFDMA中繼處理方式

解碼轉(zhuǎn)發(fā)-DF基本思想：中繼節(jié)點(diǎn)處譯碼并重 新編碼轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)。 優(yōu)缺點(diǎn)：可有效削弱加性噪聲， 但在目的節(jié)點(diǎn)處可能產(chǎn) 生錯(cuò)誤傳播。

第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo關(guān)鍵技術(shù)-OFDMA中繼處理方式

編碼協(xié)作-CC基本思想：中繼節(jié)點(diǎn)處利用信道 編碼對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行 重新編碼，然后轉(zhuǎn)發(fā) 給目的節(jié)點(diǎn)。 優(yōu)缺點(diǎn)：獲得編碼增益，實(shí)現(xiàn)復(fù) 雜度較高。

第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo目錄1研究背景2關(guān)鍵技術(shù)介紹3現(xiàn)有算法總結(jié)第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo現(xiàn)有算法總結(jié)

基于比例公平約束的資源分配算法聯(lián)合優(yōu)化資源分配算法ChangLiu,XiaoweiQin,SihaiZhangandWuyangZhou.Proportional-fairnessdownlinkresourceallocationinOFDMA-basedrelaynetworks.JournalofCommunicationsandNetworks,2011,13(6):633-638.陳瑾平,李春國,楊綠溪.比例速率約束下OFDMA系統(tǒng)近似最優(yōu)的資源分配算法[J].

電子與信息學(xué)報(bào)，2011,33(5):1147-1153.分布資源分配算法Z.Shen,J.G.Andrews,andB.L.Evans.AdaptiveresourceallocationinmultiuserOFDMsystemswithproportionalrateconstraints.IEEETrans.WirelessComm.,2005,14(6):2726-2737.JunYuanandQiaoWang.AdaptiveresourceallocationschemesformultiuserOFDMAnonregenerativerelaynetworks[C].IEEEICC,2010,1-5.第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo現(xiàn)有算法總結(jié)關(guān)于中繼選擇、子載波分配和功率分配的聯(lián)合優(yōu)化問題，這里比例公平約束問題可描述為最大化用戶速率的對(duì)數(shù)之和。

聯(lián)合優(yōu)化資源分配算法-1第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo現(xiàn)有算法總結(jié)建立最優(yōu)的資源分配模型（原問題）通過松弛整型變量轉(zhuǎn)化為解對(duì)偶問題許多個(gè)子問題一個(gè)主問題借助于對(duì)偶原理和KKT條件采用次梯度方法第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo現(xiàn)有算法總結(jié)建立最優(yōu)資源分配模型等價(jià)的優(yōu)化形式提出拉格朗日松弛的資源分配算法采用修正的橢圓算法求解最優(yōu)問題對(duì)偶解通過等比例縮放方法進(jìn)行子載波功率聯(lián)合優(yōu)化資源分配算法-2第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo現(xiàn)有算法總結(jié)分布資源分配算法可采用整型規(guī)劃問題或線性規(guī)劃進(jìn)行求解，但是復(fù)雜度較高，提出啟發(fā)式的資源分配策略，求得近似最優(yōu)解。第22頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月CompanyLogo現(xiàn)有算法總結(jié)分布資源分配算法在基于平均功率分配下，進(jìn)行子載波分配①按照瞬時(shí)速率最大準(zhǔn)則為每個(gè)用戶分配一個(gè)子載波；②剩余子載波分配：找出速率約束比最小的用戶，為其分配子載波；Set

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