基于OFDM雙向中繼網(wǎng)絡資源優(yōu)化分配算法的研究.pdf

1、雙向中繼具有提高系統(tǒng)頻譜效率和擴大小區(qū)邊緣覆蓋面積的優(yōu)勢；OFDM因其高效地對抗深度衰落和獲得高的頻譜利用率已成為4G無線網(wǎng)絡的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此將雙向中繼與OFDM結(jié)合起來具有極大地研究價值。在雙向中繼OFDM網(wǎng)絡中，對資源進行合理分配是提高系統(tǒng)性能的關(guān)鍵，其可分配資源有子載波、功率和多中繼等。本文介紹了OFDM與雙向中繼技術(shù)的基本原理，重點研究了單用戶單中繼雙向中繼OFDM網(wǎng)絡、多用戶單中繼雙向中繼OFDM網(wǎng)絡、多用戶多中繼雙向中繼

2、OFDM網(wǎng)絡的資源優(yōu)化分配問題。
　　首先，在單用戶單中繼場景下提出了一種低復雜度的資源優(yōu)化分配算法。該算法基于信道增益值大小排序進行子載波配對，在此基礎上提出建立用戶和中繼節(jié)點間的最優(yōu)功率分配比例關(guān)系，將三層功率最優(yōu)化問題簡化為一層最優(yōu)化問題，以較小的復雜度獲得了各節(jié)點上分配的功率占所在子載波對上分配功率的比重；接著利用Lagrange對偶和內(nèi)點法求解單個子載波上所需分配的功率；最終，求得所有節(jié)點上的功率分配值。仿真實驗表明，所

3、提的算法能顯著提升系統(tǒng)總速率，且性能隨子載波數(shù)的增多而提升。
　　其次，針對多用戶單中繼場景提出一種速率比粗略公平的貪婪子載波匹配和迭代公平調(diào)節(jié)功率分配算法。該算法先提出粗略確保用戶對間公平性的貪婪子載波配對算法；然后結(jié)合節(jié)點間的最優(yōu)功率分配比例關(guān)系、Lagrange對偶和內(nèi)點法求解功率資源的最優(yōu)化分配；在此基礎上，提出“二分法”迭代公平調(diào)節(jié)功率分配算法實現(xiàn)用戶對間的公平性。仿真驗證表明，所提策略在確保用戶對間公平性的前提下顯著地