1、OFDMA中继系统中基于比例公平 约束的资源分配,Company Logo,目录,1,研究背景,2,关键技术介绍,3,现有算法总结,Company Logo,目录,1,研究背景,2,关键技术介绍,3,现有算法总结,Company Logo,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。,Company Logo,研究背
2、景,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。,Company Logo,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。,Lin Y B, Chiu T H, and Su Y T. Optimal and near-optimal resource allocation algorithms for OFDMA networks J. IEEE Transactions on Wi
3、reless Communications, 2009, 8(8):4066-4077. Shim W, Han Y, and Kim S. Fairness-aware resource allocation in acooperative OFDMA uplink system J. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2010, 59(2): 932-939.,Chang Liu, Xiaowei Qin, Sihai Zhang and Wuyang Zhou. Proportional-fairness downlinkresourc
4、e allocation in OFDMA-based relay networks. Journal of Communications and Networks,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.,Kanghee Kim, Hongku Kang, Kiseon Kim. Providing quality of service in adaptive resource allocation for OFDMA system C. IEEE VTC
5、, 2004, 1612-1615. Xingning Zhu, Jiachuan Huo, Xiaoxi Xu, Chunxiu Xu, Wei Ding. QoS-guaranteed scheduling and resource allocation algorithm for IEEE 802.16 OFDMA systemC. IEEE ICC, 2008, 3463-3468.,Company Logo,目录,1,研究背景,2,关键技术介绍,3,现有算法总结,Company Logo,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
6、输带宽划分成相互正交而且交错重叠的许多子载波。,Digital Audio Broadcast IEEE 802.11a/g Digital Video Broadcast T/H,Company Logo,关键技术-OFDMA,. . .,将不同的子载波集分配给不同的用户实现多址,Company Logo,关键技术-OFDMA,OFDMA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。,Company Logo,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；,Comp
7、any Logo,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。,Company Logo,关键技术-Relay,中继通信中的中继模型,Company Logo,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。,Company Logo,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
8、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。,Company Logo,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。,Company Logo,目录,1,研究背景,2,关键技术介绍,3,现有算法总结,Company Logo,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,Chang Liu, Xiaowei Qin, Sihai Zhang and Wuyang Zhou. Proporti
9、onal-fairness downlinkresource allocation in OFDMA-based relay networks. Journal of Communications and Networks,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, and B.L. Evans. Adaptive resource allocation in multiuser OFDM sys
10、tems with proportional rate constraints. IEEE Trans. Wireless Comm., 2005,14(6):2726-2737. Jun Yuan and Qiao Wang. Adaptive resource allocation schemes for multiuser OFDMA nonregenerative relay networks C. IEEE ICC,2010,1-5.,Company Logo,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
11、优化资源分配算法-1,Company Logo,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,Company Logo,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,Company Logo,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。,Company Logo,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 按照瞬时速率最大准则为每个用户分配一个子载波； 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 ；,为保证用户间公平约束，进行优化功率分配 无公平约束条件下，通过凸优化进行求解得到每个用户的功率分配值； 用户功率调整，以满足用户间公平约束：,谢谢大家！,
