中繼OFDM系統(tǒng)的功率分配算法研究.pdf

1、為了解決距離或者障礙物對通信質量的影響，無線中繼技術越來越被人們重視并被廣泛的研究；為了獲得更高的頻譜效率，OFDM技術也被同樣被廣泛應用在各種通信場景中。將中繼技術與OFDM技術相結合，可以更加充分的發(fā)揮兩者的優(yōu)勢，改善通信質量，提高頻譜利用率，為人們提供滿意的服務。無線資源分配是中繼OFDM系統(tǒng)的關鍵技術之一，對功率和子載波進行合理地分配能夠提高系統(tǒng)性能。
　　本文對無線中繼OFDM系統(tǒng)的資源分配算法進行了研究，分別從中繼轉發(fā)

2、方式的改進，功率分配與子載波配對等方面提出了資源分配的優(yōu)化算法，主要內容如下：
　　(1)以最大化系統(tǒng)容量為目標，在系統(tǒng)總發(fā)射功率受限的情況下，應用改進型的中繼方式，研究了一種包含功率分配、子載波配對和中繼選擇的資源分配算法，該算法首先使源節(jié)點在第二時隙通過與相應中繼節(jié)點相同的子載波再次發(fā)送直傳信號給目的節(jié)點，為系統(tǒng)提供額外的分集增益，再應用最優(yōu)化方法計算各個節(jié)點在不同子載波對上的功率分配情況，最后應用匈牙利算法進行子載波配對。仿

3、真結果表明，與等功率分配算法與無子載波配對等算法相比，該算法有效的提高了系統(tǒng)性能。
　　(2)在雙向多中繼OFDM網絡中，提出了一種功率分配與子載波配對的聯(lián)合算法。與基于中繼選擇的算法不同，本文允許所有中繼轉發(fā)同一子載波對，以提高系統(tǒng)的分集增益。該算法在系統(tǒng)總功率受限的條件下，首先應用柯西不等式優(yōu)化分配了所有中繼總功率為定值時各個中繼的最優(yōu)功率，簡化原有的最優(yōu)系統(tǒng)模型；再應用二分法，通過最大化子載波對SP(i, j)下等效信道增益

4、計算出源節(jié)點與中繼節(jié)點的功率分配，最后通過凸規(guī)劃分配不同子載波對的功率，并結合子載波配對獲得系統(tǒng)的最大容量。仿真結果表明，與最優(yōu)單中繼選擇算法和中繼分用子載波算法相比，平均信道容量明顯提高。
　　(3)在單中繼多用戶的OFDM系統(tǒng)中，提出了一種最大化系統(tǒng)能量效率的資源分配算法。該算法在最大總功率和最小總傳輸速率的約束下，結合完整的信道狀態(tài)信息，構建了使能量效率最大化的功率和子載波聯(lián)合優(yōu)化問題。由于能量效率的優(yōu)化模型為非線性混合整數(shù)