资源分配方法

资源分配方法第1页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo目录1研究背景2关键技术介绍3现有算法总结第2页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo目录1研究背景2关键技术介绍3现有算法总结第3页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo研究背景网络接入在线视频数据互传电视直播网络电话传输速率高第四代通信标准LTE-A

无线频谱是一种有限的宝贵资源，其中适合民用的无线频谱资源更是十分有限。无线频谱的稀缺性是无线通信的主要特点之一，而紧张的无线频谱资源和用户增长的业务需求之间是一对不可调和的矛盾，这种矛盾为无线通信的发展带来的巨大的挑战。第4页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo研究背景提高频谱利用率载波聚合技术

多天线MIMO技术

OFDMA技术

CR技术

Relay技术

多点协同技术

为缓解这种矛盾，需要采取能够提高频谱利用率的关键技术和合适的资源分配方式。第5页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo研究背景

QoS需求：

下一代无线通信系统理应能够承载各种实时性强、数据传输率高的多媒体业务，因此必须具备保证用户QoS的能力。保证用户最低速率算法[1-2]。保证用户间速率公平性算法[3-4]。保证多业务的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.陈瑾平,李春国,杨绿溪.比例速率约束下OFDMA系统近似最优的资源分配算法[J].

电子与信息学报，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页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo目录1研究背景2关键技术介绍3现有算法总结第7页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-OFDMA是基于OFDM调制的一种无线接入方式

OFDM是许多无线通信采用的标准；将传输带宽划分成相互正交而且交错重叠的许多子载波。DigitalAudioBroadcast

IEEE802.11a/g

DigitalVideoBroadcastT/H子载波频率信道增益信道传输带宽第8页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-OFDMA

...User1User2频率基站(子载波、功率分配)UserK将不同的子载波集分配给不同的用户实现多址第9页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-OFDMAOFDMA优势

很强的抗多径衰落和符号间干扰能力；

频谱利用率高；通过频谱的子载波化可以实现频域资源的灵活分配。第10页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-Relay

协作中继通信模型

信息传输可以看作是两个时隙来完成的；所获得的分集增益为二，可明显提高传输的可靠性；

目的节点中继节点源节点单中继协作通信模型第11页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-Relay中继通信的双工模式

全双工模式

指中继节点可以在同一频带上进行收发信号，但此时中继节点的发送信号与接收信号会产生相互干扰。半双工模式

指中继节点在相互正交的频带上分别进行信号的收发，半双工方式易于实现。第12页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-Relay中继通信中的中继模型

第13页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-OFDMA中继处理方式

放大转发-AF基本思想：中继节点处放大转发 给目的节点。 优缺点：协作机制简单，在放大 信号的同时也放大了噪声。

第14页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-OFDMA中继处理方式

解码转发-DF基本思想：中继节点处译码并重 新编码转发给目的节点。 优缺点：可有效削弱加性噪声， 但在目的节点处可能产 生错误传播。

第15页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo关键技术-OFDMA中继处理方式

编码协作-CC基本思想：中继节点处利用信道 编码对接收信号进行 重新编码，然后转发 给目的节点。 优缺点：获得编码增益，实现复 杂度较高。

第16页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo目录1研究背景2关键技术介绍3现有算法总结第17页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo现有算法总结

基于比例公平约束的资源分配算法联合优化资源分配算法ChangLiu,XiaoweiQin,SihaiZhangandWuyangZhou.Proportional-fairnessdownlinkresourceallocationinOFDMA-basedrelaynetworks.JournalofCommunicationsandNetworks,2011,13(6):633-638.陈瑾平,李春国,杨绿溪.比例速率约束下OFDMA系统近似最优的资源分配算法[J].

电子与信息学报，2011,33(5):1147-1153.分布资源分配算法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页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo现有算法总结关于中继选择、子载波分配和功率分配的联合优化问题，这里比例公平约束问题可描述为最大化用户速率的对数之和。

联合优化资源分配算法-1第19页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo现有算法总结建立最优的资源分配模型（原问题）通过松弛整型变量转化为解对偶问题许多个子问题一个主问题借助于对偶原理和KKT条件采用次梯度方法第20页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo现有算法总结建立最优资源分配模型等价的优化形式提出拉格朗日松弛的资源分配算法采用修正的椭圆算法求解最优问题对偶解通过等比例缩放方法进行子载波功率联合优化资源分配算法-2第21页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo现有算法总结分布资源分配算法可采用整型规划问题或线性规划进行求解，但是复杂度较高，提出启发式的资源分配策略，求得近似最优解。第22页，课件共24页，创作于2023年2月CompanyLogo现有算法总结分布资源分配算法在基于平均功率分配下，进行子载波分配①按照瞬时速率最大准则为每个用户分配一个子载波；②剩余子载波分配：找出速率约束比最小的用户，为其分配子载波；Set

While

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