OFDMA系统基于QoS保证和最大最小公平性准则下的动态资源分配
多用户OFDM系统中基于QoS的跨层资源分配策略
本 文 在 充 分 考 虑 用 户 间公 平 性 和 算 法 复 杂 度 的基 础 上 ,简 化 了文 献 [] 用 户 分 级机 制 ,建 立 了基 6的
于 有 限长 缓 存 的动 态 用 户 分 级 模 型 。将 MAC层 的Qo 需 求 与 物 理 层 的资 源 分 配 联 合 设 计 , 推 导 了服 务 S
摘要 t针对 多用 户 O D 系 统的 下行链 路提 出了一种 基于 Q S的跨层 资源 分配 策 略 。建 立 了基于 有 限长 缓存 的 FM o
用户 分级 模型 ,推导 了有 限长 缓存 引起 的用 户速 率 限制 条件 。根 据等 待 时延 将用 户 分为 “ 高级 用户 ”和 “ 普通 用户 ” , 在保 证所 有用户 Qo S的前提 下 为 “ 级用户 ”优 先 分配 子载波 和功 率 ,同 时系 统 的吞 吐量达 到最 大 。仿真 结果表 明 , 高 在报 文到达 率较 高 的情况 下该 策略 有效 降低 了系统 丢包 率 ,保证 了吞 吐量 。 关键词 ,服 务质 量 ;正交频 分 复用 ;跨层 ;资源分 配 中圈分 类号 t N9 3 T 1 文 献标 识码 t A
J ne 201 u , 0
多用 户OF M系统 中基 ̄Qo 跨层 资源 分 配策 略 D S( l f J '
张 皓 一 , , 周 志杰 , 张文 强 , 惠毅
( .解 放 军 理 工 大 学 通 信 工 程 学 院 ,江 苏 南 京 2 0 0 ;2 1 10 7 .南 京 陆军 指 挥 学 院 ,江 苏 南 京 2 04 ) 10 5
为 { , } ,
和 分别表示 目标平均丢包率与平均报文 时延。对于I 业务 ,假设每个o D F M符号
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下行多用户MIMO-OFDMA/SDMA系统动态资源分配
Ou p t Or h g n F e u n y Di ii n M u t l Ac e s a d S a e Di ii n M u tp e Ac e s tu to o a l rq e c v so li e p c s n p c v so li l c s
MI — F MA/D ytms MO O D S MA S s e
Z o g Ch n - i n h n o gx a - Ya g L ・ i n u- x
( co lyIfr t nS in ea dEni er g S uhatU iest, nig2 0 9 , hn ) S ho omai ce c n gn ei , o tes nvri Najn 10 6 C ia o n o n y
( MO O DMA/ DMA) y tms Frt , te t a fr lt ni po ie t h o l f xmi n MI — F S sse . i l amah mai lomuai rvddwi teg a i z g sy c o s h o ma i
u e swi u tp e a t n a , n h n a s h d l g a g rt m sd v lpe a e n t e p o o e t i . n t e s r t m li l n e n s a d t e c e u i lo i h n h i e e o d b s d o h r p s d me r I h c s c n t p,t u o tm a l o ih s a e d v l p d t s i n r s u c s f r t e s h d ld u e s i l to e o d se wo s b p i l ag rt m r e eo e o a sg e o r e o h c e u e s r .S mu a i n r s l e n t a e t a r p s d a g r h u p ro m a d m c e u i g s h me W h n c mb n d wih p we e u t d mo s r t h tp o o e l o i mso t e f r r n o s h d ln c e . s t e o ie t o r r u e s r t g , r p s d a g r h b an p ro m a c sc o et h p i l c e a e n u e ee to . e s ta e y p o o e l o i ms o t i e f r n e l s o t e o tma h me b t s s d o s rs lc i n
OFDMA资源分配概述
3.30.OFDMA系统资源分配3.3.10.OFDMA资源分配概述无线通信系统是资源受限的,如何利用有限的系统资源满足日益增长的用户需求,已经成为移动通信系统制造商和运营商函需解决的问题。
没有有效的无线资源管理策略,再先进的传输技术也会因受到资源的限制而不可能充分发挥其优势。
作为一项关键技术,无线资源管理已经成为衡量一个移动通信系统体制是否可行、系统服务质量优劣的准则。
无线资源管理主要包括切换控制、功率控制、接入控制、负荷控制以及分组调度等方面的内容。
本论文着重于研究分组调度方面的性能。
调度可分为狭义和广义两种。
狭义的调度是一个与时间次序相关的概念,狭义调度算法解决的是多个用户争夺资源时,如何确定服务次序的问题,而广义调度则可以超岀时间的范畴,它泛指多个用户对时间、频率/带宽、功率、缓冲区等有限资源的争夺和共享,广义调度算法就是确定合理的资源分配方式,实现多目标资源的优化使用,因此,调度与资源分配的概念在广义上是等价的。
在有线分组网络中,可用于分配的资源主要是共享链路的带宽,因此该网络的调度问题集中体现为包(Pakeet)或队列调度问题。
尽管有线分组网络己经开发了许多成熟的调度算法,但是它们不能直接应用到无线分组网络中,因为无线网络具有与有线网络完全不同的特征,比如无线链路上的数据易受干扰和衰落的影响,数据错误率比有线链路高得多;无线链路的容量具有时间依赖性和位置依赖性;移动台的移动性增加了传输链路的不可靠性等。
目前,对无线网络分组调度算法的研究多集中在单载波系统[0]['“ ]。
这些算法大多把无线信道模拟为好和坏两个状态,因此不能充分利用无线信道的衰落特性。
随着自适应技术的进步,依赖于信道状态信息的调度算法得到了发展,它们能够提供更好的系统性能。
由于单载波系统在同一时刻/时隙不能同时发送多个用户的数据,因此其中的研究成果不能直接应用到多载波系统,但是它们为多载波系统分组调度策略的研究提供了很好的思路。
基于QoS保证的广播/组播OFDM系统资源分配策略
电
子
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信
息
学
报
Vo .0 .2 1 NO 1 3 De . 0 8 c 2 0
J u n l f e t o is& I f r to c n l g o r a cr nc o El n o ma in Te h o o y
srie a ai f evc Qo ) o srit n n igo t h w s t n evc ru r o ai n evcss Qu lyo ri t S e( S cnta df dn u el et aei o esri go pf mp r o na i t o r n e oc s
献『 提 出了基于多发送天线的广播/ 5 ] 组播资源分配算法 。虽 然二者都能获得较高的系统吞吐量 ,但并没有保证用户达到
业务的Q S o 要求 。 文 在 预 先 设定 不 同 业 务 目标 速 率基 础 上 , 本
架 , 即 多 媒 体 广 播 / 播 业 务 f lme i ra c t 组 Mut da B o da / i s
K y od: rac t lc t F M s m; eore l ct n Q S Feuny i r e rsB oda / t a D s t R s c aoa o ; o ; r ec—me i w s Mu i s O ye u l i q t gd
1 引言
基 于 移 动 网络 的 广 播 / 播 架 构 已逐 渐 成 为 移 动 通 信 系 组 统 研 究 和 发 展 的热 点之 一 。3 P定 了 相 应 的 广 播 / 播 框 GP 组
S e gYu hn P n ug n e gM — e W a gW e - o n nb
OFDMA无线mesh网中公平资源分配算法
法相 近 的总 的 端 到 端 速 率 , 而且 保 证 了用 户 间 的公 平 性 ; 时 , 算 法 能 以更 低 的 复 杂度 获得 与 现 有 算 法相 近 的 同 该
端到 端 速 率 。 关 键 词 : 交频 分复 用 多址 ; 线 meh 网 ; 源 分 配 ; 什 议 价 解 ; 平性 正 无 s 资 纳 公
中 图分 类 号 : N9 1 T l
文献标识码 : A
Fa r Re o r e A lo a i n Al o ih i i s u c l c to g r t m n OFDM A i e e s M e h Ne wo k W r ls s t r s
W e e ,Yo iW i u Che u ,YiX i o n nh i a xi
alc to lo i m s p o o e . F r ty h lo i m e f r h o r e alc to ( l a in ag rt o h i rp sd isl ,t e ag rt h p ro ms t e c a s l a in CA ) o b s d o s a g ii g s lto ( S)a c r ig t h i t d if r t n a e n Na h b r ann ou in NB c o d n o t e l mi n o ma i .S c n l e o e o d y,t e h f ealc to ( i l a in FA )u iz sa r e i gme h d wih t ef l i fr t n o u c rirc a n l n o tl e n o d rn t o t h ul n o mai fs b a re h n e i o
OFDMA中继系统中基于QoS保证的资源分配算法
OFDMA中继系统中基于QoS保证的资源分配算法赵翠茹;李有明【摘要】研究了OFDMA中继下行链路通信系统中的动态资源分配问题,提出了一种可以保证用户最低QoS需求的资源分配算法.首先在简化资源优化问题的过程中,采用等功率分配方法以降低算法复杂度,然后通过拉格朗日松弛优化方法推导出了子载波分配和中继选择最优解,并在此基础上引入用户速率权衡因子,根据速率权衡因子越大的用户,越具有选择子载波和中继的优先权这一准则进行子载波分配和中继选择.仿真结果表明:新算法能够获得较高的系统容量,同时也能很好地保证不同用户的最低速率需求.%The problem of dynamic resource allocation for downlink orthogonal frequency-division multiple-access (OFDMA) relay systems is studied, and a new resource allocation with quality of service (QoS) constraints is proposed in this paper. Firstly, in order to reduce the complexity, the algorithm uses equal power allocation in the process of simplifying resources optimization problem. Then, the subcarrier allocation and relay selection scheme is derived through Lagrangian relaxation optimization method, based on which each user is assigned a weight factor. The users with higher weight are given higher priority to select their best subcarriers and relays. The simulation re:ults demonstrate that the algorithm can not only obtain high system capacity, but also guarantee the minimum rate requirements of different users.【期刊名称】《宁波大学学报(理工版)》【年(卷),期】2012(025)004【总页数】5页(P20-24)【关键词】中继通信技术;中继选择;正交频分多址接入;服务质量;动态资源分配【作者】赵翠茹;李有明【作者单位】宁波大学通信技术研究所,浙江宁波315211;宁波大学通信技术研究所,浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】TN92正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)系统将传输带宽划分成相互正交而且交错重叠的许多子载波,将不同的子载波分配给不同的用户实现多址. 由于其具有传输速率高、资源分配灵活、能同时支持多个用户以及能对抗频率选择性衰落等优点,被认为是下一代宽带无线接入方式的关键技术[1]. 另外,作为无线通信关键技术之一的中继技术近来备受关注,将中继引入到传统OFDMA系统中能获得更高的峰值数据速率、频谱利用率、更好的小区边缘用户性能,所以开展OFDMA技术和中继技术相结合的研究成为广大研究人员关注的焦点[2-3]. 而OFDMA中继系统中的资源分配问题也逐渐成为现阶段的研究热点.OFDMA中继系统性能的优劣在很大程度上依赖于在有限系统资源条件下,如何为用户提供高速数据传输和良好的QoS保证. 传统OFDMA蜂窝系统中基于保证不同用户服务质量需求的资源分配算法已有深入研究[4-6]. 然而,在传统OFDMA蜂窝系统中引入中继,使得无线资源分配变得更加复杂. 在OFDMA中继系统中,合理的资源分配不仅包括如何最优地为每个用户分配子载波、功率、比特等无线资源,而且还包括为每个用户选择最合适的中继. 因此传统OFDMA蜂窝系统中基于保证不同用户服务质量需求的资源分配算法并不能简单地应用到 OFDMA 中继系统中. 文献[7]考虑了一种次最优资源分配策略,首先在等功率分配条件下进行子载波分配和中继选择,然后进行子载波上的功率分配. 采用该算法能够明显改善系统性能,但却忽略了用户间公平性原则. 文献[8]提出了一种上行链路 OFDMA中继系统中带有公平性约束的资源分配算法,通过给用户分配相同的子载波数目来实现用户间的公平性需求,并按照等效信道增益来完成子载波的分配和中继选择.然而,在无线通信系统中,不同用户对速率的需求往往是不同的,那么所要求分配到的子载波数目也是不同的,因此,文献[8]中的资源分配算法限制了其在实际中的广泛应用.在提出的新算法中,用户的 QoS通过最低速率需求来衡量,首先给出了简化后的资源优化问题,消除了问题中的非线性约束,以降低算法复杂度,然后由一阶 KKT必要条件推导出子载波分配和中继选择最优解,并在此基础上引入用户速率权衡因子,根据速率权衡因子越大的用户,越优先选择子载波和中继这一准则进行子载波分配和中继选择. 分析结果显示,新算法在获得较高系统容量的同时能保证不同用户的最低速率需求.1 系统模型图1是1个单蜂窝OFDMA两跳中继下行链路通信系统的示意图. 假设系统中有1个位于中心的基站 BS,有K个中继 RS和M个用户,系统总的可用带宽为B,并且,整个频段被划分成N个正交子载波. 假设基站和用户之间不存在直传链路,当基站向用户发送信息时,需要通过中继转发给用户,其中,中继采取解码转发策略,且各链路的信道状态信息完全已知. 数据传输可看作是通过 2个时隙来完成的: 第一时隙,基站向每个中继发送信息; 第二时隙,中继将接收到的信息解码转发给用户.图1 单蜂窝OFDMA两跳中继下行链路通信系统假设表示中继链路S−k在子载波n上的发送功率和信道增益.表示在接入链路k−j在第n个子载波上的发送功率和信道增益. 则用户j通过中继k在子载波n上的瞬时速率可表示为:文中 OFDMA中继系统采用的资源分配模型是在发送功率一定的条件下,最大化系统总容量,同时还加入了不同用户最低速率要求约束,此时的资源优化问题为:使得其中,C1为基站处发送功率约束; C2为各中继站的发送功率约束; ρk,j,n为子载波中继分配因子,表示子载波n和中继k分配给用户j,否则表示子载波n和中继k未被用户 j占用; C3,C4表示1个子载波最多只能被1个中继用户对占用;C 5表示不同用户的最低速率需求.为最大化系统总容量,需满足以下等式:由此可计算出中继链路的等效信道增益为:此时(1)式可变换成:2 资源分配算法2.1 优化问题简化及推导考虑到(2)式是一个含整型变量的非线性优化问题,得其最优解需要很高的复杂度. 为此提出将整型因子ρk,j,n松弛为一个在[0,1]之间的实变量,并采用等功率分配方法来降低算法复杂度. 此时,资源优化问题可简化为:使得构造相关的拉格朗日方程如下:其中,β, ,δ μ为约束条件D1~D3的拉格朗日算子.将对ρk,j,n进行求导,得到相应的一阶KKT必要条件为:由(6b)式可得到:由(6a)式可得到:根据(7)式和(8)式可推出:因此,对于 1个特定的用户j,要为它分配最好的子载波 n*和选择最合适的中继 k*,此时 k*,n*应满足:根据(1)式、(3)式和(4)式推出(10)式等效为:为得到最优解,还需找到最优的拉格朗日算子jμ,可通过迭代搜索方法得到最优的jμ,但这种方法的计算复杂度较高. 在此,可由上面推导出的一阶KKT必要条件来获取. 由(6c)式可得到:从(12)式可看出,当满足最低速率时,该用户对应的μj值大于0,否则μj等于0; 在此基础上引入用户速率权衡变量wj,其中wj =Qj −Rj,表示各用户所要达到的最低速率与现有实际速率的差值. wj的值越大,该用户 j越优先选择子载波和中继.2.2 新算法具体实现流程新算法中子载波分配和中继选择的具体实现流程如下.2.2.1 初始化设置设置子载波集合ΩN = { 1,2,…,N }; 用户集合ΩM = { 1,2,…,M }; 中继集合ΩK = { 1,2,…,K }; 每个子载波上分配的平均功率大小为 p =PT /N,其中 PT为发送总功率; 用户实际速率为Rj,令Rj=0; 子载波和中继分配因子ρk,j,n,令ρk,j,n = 0 .2.2.2 为各用户分配子载波通过下式为用户 j从所有中继中找出能获得信道增益最大的子载波 n*和相对应的中继 k*.将子载波 n*分配给用户j,并将该子载波从子载波集ΩN中删去,同时更新用户速率Rj. 即:2.2.3 剩余子载波分配(1) 根据公式 j* =argmax wj 找出所要达到的最低速率和实际速率差值最大的用户j*,然后判断相应的 wj* 是否大于 0,若 wj* > 0,执行(2); 否则,跳转到(3).(2) 对于找到了的用户 j*,找出满足 ( k*,n*)=的子载波 n*和相应的中继 k*. 将子载波 n*分配给用户 j*,并将该子载波从子载波集ΩN中删去,同时更新用户速率Rj* . 令然后执行(4).(3) 将剩余的子载波分配给各个用户: 对于剩余的子载波,分别找出信道增益最大的用户. 根据为特定的子载波n找出信道增益最大的用户 j*和相应的中继 k*. 将该子载波n分配给用户 j*,并将该子载波从子载波集ΩN中删去,同时更新用户速率 Rj* . 令然后执行(4).(4) 判断NΩ是否为空集,若NΩ为非空集,返回执行步骤(1),直到为空集,子载波分配和中继选择结束.3 仿真结果及分析仿真环境选择单蜂窝5个中继的OFDMA下行链路通信系统模型. 仿真信道采用6径频率选择性瑞利衰落信道,假设最大的多普勒频谱偏移为30Hz,系统总的可用带宽为 1MHz,且整个频段被分成256个正交子载波,高斯白噪声功率谱密度为N0= 1 0−8. 以下则是从系统容量、用户获得的速率与最低速率需求之间的比较来分析提出算法的性能.Proposed: 子载波和中继按照笔者提出的新算法进行分配和选择.Static: 即静态资源分配算法,每个用户分配固定的子载波数目,并按照就近原则进行中继选择.Greedy: 将子载波分别分配给信道增益最大的用户-中继对.图2是3种算法关于系统总容量的比较. 由图可看出,本算法获得较静态资源分配算法更高的系统容量,较 Greedy算法略微小的系统容量. 这是由于本算法是一种自适应的动态资源分配算法,且考虑了不同用户的最低速率需求.图3和图4是关于用户所获得的速率和所要求达到的最低速率的比较,其中Q-Rmin为设定的不同用户最低速率需求值. 为凸显本算法的优越性,分别考虑了不同用户数目下用户所获速率与所要达到的最低速率的比较情况. 仿真结果是经过1000次重复试验得到的平均值. 从图中可以看到,新算法能够使各用户达到其最低速率的需求,而greedy算法和静态资源分配算法只能使个别用户达到所要求的速率.图2 系统总容量随平均信噪比的变化关系(用户数为6)图3 用户获得速率与最低速率要求的比较(用户数为6,中继数为5,系统平均信噪比为20 dB)图4 用户获得速率与最低速率要求的比较(用户数为10,中继数为5,系统平均信噪比为25 dB)4 结语提出了一种OFDMA中继系统中基于QoS保证的资源分配算法. 首先在简化资源优化问题的过程中采用了等功率分配方法,有效降低了算法复杂度,然后通过拉格朗日松弛优化方法推导出了子载波分配和中继选择最优解,在此基础上引入用户速率权衡因子,根据速率权衡因子越大的用户,越优先选择子载波和中继这一准则进行子载波分配和中继选择. 仿真结果表明,本算法在获得较高系统容量的同时能保证不同用户的最低速率需求,即保证各用户的QoS.参考文献:[1]Rappaport T S,Annamalai A,Buehrer R M,et al.Wireless communications: Past events and a future perspective[J]. IEEE Communication Magazine,2002,40:148-161.[2]Genc V,Murphy S,Yu Y,et al. IEEE 802.16j relay-based wireless access networks: A novel view[J]. IEEE Wireless Comm,2008,15:56-65.[3]Pabst R,Walke B,Schultz D,et al. Relay-based deployment concepts for wireless and mobile broadband radio[J]. IEEE CommMagazine,2004,42(9):80-89.[4]Ergen M,Coleri S,Varaiya P. QoS aware adaptive resource allocation techniques for fair scheduling in OFDMA based broadband wireless accesssystems[J].IEEE Trans Broadcasting,2003,49(4):362-370.[5]Shen Z,Andrews J G,Evans B L. Adaptive resource allocation in multiuser OFDM systems with proportional rate constraints[J]. IEEE Trans Wireless Comm,2005,4(6):2726-2737.[6]Pischella M,Belfiore J C. Resource allocation for QoS-aware OFDMA using distributed network coordination[J].IEEE Trans on Vehicular Technology,2009,58(4):1766-1775.[7]Huang Lei,Rong Mengtian,Wang Lan,et al. Resource allocation for OFDMA based relay enhanced cellular networks[C]. VTC April IEEE65th,2007:3160-3164.[8]You Lei,Song Mei,Song Junde. Uplink resource allocation in OFDMA relay-assisted cellular network with fairness[C]. IET Conference on Mobile and Sensor Networks,2007:24-27.。
OFDMA系统中基于QoS的资源分配算法
增益和 自适应调制编码对功率进行 平均分配 , 而降低 算法的复杂度 。仿真结果表明 , 算法虽然使系统吞吐量略有减小 , 从 该 但在 用户 Q S o
保 证与用户公平性方面均有较 大的性 能提 升。
关健 词 :正交频分多址 ;子载波分 配 ;功率 分配 ;服务质量 ;用户公平性
R s u c l c t nA g rtm ae nQ0 DMA S s m eo re l ai lo i A o o h B sd0 Si OF n yt e
子载波 ,这样就构成了一 个 O DMA系统 。这种资源分配方 F 法的优点在于更小的资源分配粒度 ,一个时频二维资源单元 构成最基本的资源分配单位。资源分配框图如图 1 所示 。
队列状态信息和通过专 用控制信道反馈 的 信道状态信息
技术需要解决 的主要 问题” 由于 OF MA系统涉及多址接入技术 ,自适应资源分配 D
mut srdv ri dteAd p d lt n C dn ( lu e- ies y a a t i tn h Mo ua o o ig AMC , Ote a o i m o lxt i n t d c d Smuainr s l dc t a te i ) S g r h c mpe i i d s cl r u e . i l o eu t i ia t t h l t y s t ye i t sn eh h
OFDMA中继系统资源分配算法研究
求 解规 模较 大 , 当系统 用 户数 量 较 多 时 , 解 复杂 求 度 较 高. 于 文 献 [ ] [ ] 本 文 提 出 了优 化 的 基 1和 3 , OD F MA下行 链路 分布 式 资源 分 配算 法 . 本 文提 在 出 的算 法 中 , 站根 据 中继 至 边 缘 小 区用 户 的数 基 据 传输 速率需 求对 与基 站 直 接通 信 的用 户 和 中继 进 行 资源分 配 , 相对 于文 献 [ ] 提 高 了频 谱 利 用 2, 率 , 且相关 问题 的求 解 规模 和 复 杂度 大 大 降低 . 而 此外 , 相对 于 系 统吞 吐量 、 中断 概 率 、 包 率 和功 丢 率 等 指标 , 用 函数 可 更 好 地 用 于评 价 通 信 系统 效
摘
要 :为 了公 平且有效地在 O D F MA中继 系统下行链路进行资源分配 , 文章提 出了基 于效 用函数 的资源分配
算 法, 并根据 凸优化 问题 的对偶分解理论 , 出了一种 分布 式求解算法, 提 得到 了相关 问题 的全局 最优解. 论分 理
析和数值仿真结果表 明, 文章提 出的资源分 配算法具有较低 的 系统复杂度 , 以使 系统 效用 函数 最大 , 而在 可 从 保证 用户公平性的前提下 , 系统 的和速 率容量最 大. 使
的无线覆盖范围, 提高系统 的抗信道衰落能力 , 减
小功率 损耗 . 因此 , 在下 一 代无 线 通信 系统 中如何 将 O D A与 中继技 术相结 合 , FM 提供 系统 高速传 输 能力 的同 时增 大 无 线 覆 盖 , 为 近 年 学 界 和 业 界 成 的研究 热点 J其 中有 效地 分 配 O D , F MA 中继系
OFDMA中继系统中基于QoS保证的资源分配算法
蜂窝系统 中引入 中继 , 使得无线资源分配 变得更 加复杂. O D 在 F MA中继系统中, 合理的资源分配
收稿 日期:2 1~7 3. 0 2 0— 0 宁波大学学报 ( 理工版 )网址:t :3 b b . uc ht / x u d . p/ n e n 基 金项 目:国 家 自然 科学 基 金 ( 0 7 1660 11 ); 江 省 自然 科学 基金 ( 0 15 ;浙江 省科 技厅 科研 项 目 ( 0 9 3 0 1 6 72 2, 17 19 浙 Y19 15) 2 0C 40 ) 第一作者:赵翠茹 ( 99一),女,山东菏泽人,在读硕士研究生,主要研究方向: 18 宽带资源分配. - i pnp ny at 2 . m Ema :eg egug@16c l o + 通讯 作者 :李有 明 ( 9 3 ), , 西扶风 人 , 导/ 授,主要研 究 方向 : 带 接入技 术 . - i l o mig b . uc 16 一 男 陕 博 教 宽 Ema :i u n @nue . ly d n
的子载波数 目来实现用户间的公平性需求, 并按 照等效信道增益来完成子载波的分配和中继选择. 然而, 在无线通信系统 中, 不同用户对速率的需求 往往 是不 同的, 么所要求分配到的子载波数 目 那 也是不 同的,因此, 文献 [ 中的资源分配算法限 8 ]
TDD—OFDMA蜂窝网络中基于QoS的下行调度算法
2OF MA 蜂 窝 网 络 . D
21 E E8 21e物 理层 帧结 构 . I E 0 . 6
扩展的实时轮询业务 ( m n e tS :xe ddr S是一种建立 E e ddr )E tn e P P t 在 U S和 r S基 础 上 的 调 度 机 制 。B G t P S主 动 提 供 单 播 授 权 ,但 是 和 U S不 同 ,r S带 宽 分 配 大 小 是 动 态 的 。 支持 实 时 业 务 流 , 期 性 发 G et P 周 送可变长度数据包 , 譬如没有静默压缩的 V I。 oP 非实 时轮询业 务(r S : nt )支持 非周期变 长分组 的非实 时数据 流 , P 如 F P业 务 。这 种 业 务 也 有 规 律 地 提 供 单播 轮 询 的 机 会 , T 但是 这 种 轮
系统 吞 吐 量 和 用 户公 平性 , 中 DP 其 F算 法 是 一 种 基 于 Qo S的 下 行 调 度 算 法 。 调 度 算 法 和频 率 复 用 方 案 的 选 择 需要 根 据 系统 吞 吐 量 和 用户 公 平 性 来 权衡 。
.
关 键 词 : DMA; S DP ; OF Qo ; F 系统 吞 吐 量 : 户 公 平 性 用
1引 言 .
I E 0 . d定 义 了 2 6 GH E E 821 6 — 6 z固 定 宽 带 接 人 系 统 空 中 接 口 ,
3 1 E 0 .6 . E E 8 2 1 e标 准 的 Qo 机 制 S
IE S 21 e 持 5种 调 度 业 务 : 动 授 权 业 务 ( G )实 时 轮 询 E E 0 .6 支 主 US。 业 务 (tS)扩 展 的 实 时 轮 询 业 务 ( xe ddr S) 非 实 时 轮 询 业 务 r P , E tn e t , P (r S)和 尽 力 而 为 业 务 ( E 。 nt , P B )
OFDMOFDMA系统中保证QoS的资源分配研究的开题报告
OFDMOFDMA系统中保证QoS的资源分配研究的开题报告一、研究背景及意义随着无线通信技术的不断发展,OFDM/OFDMA系统作为一种高效的多载波调制技术得到了广泛应用。
OFDM/OFDMA系统能够通过子载波的划分和动态分配,实现高速数据传输和多用户同时接入服务,具有极高的频谱利用率和灵活的系统扩展性。
然而,由于OFDM/OFDMA系统环境的复杂性和资源竞争的激烈程度,如何保证各用户的服务质量(QoS)成为了一个重要的研究问题。
在OFDM/OFDMA系统中,合理的资源分配可以使得各用户得到满足其服务质量要求的资源,从而提高系统整体的性能和用户的满意度,这是OFDM/OFDMA系统研究中的一个重要议题。
二、研究内容及方法本研究主要针对OFDM/OFDMA系统中的资源分配问题,通过对系统中不同业务类型的特点和要求进行分析,提出一种能够满足各用户QoS需求的资源分配算法。
具体包括以下内容:1.对OFDM/OFDMA系统中各种业务类型的特点进行分析,包括数据传输速率、时延要求、包丢失率等性能指标。
2.基于业务需求和系统的实际情况,提出一种综合考虑资源利用效率和QoS满足度的资源分配算法,同时能够保证系统资源的灵活分配和调整。
3.通过理论分析和仿真实验,验证所提出的资源分配算法的可行性和优越性。
在不同负载和不同业务类型的情况下,比较所提出算法与其他经典算法的性能差异。
三、研究意义及应用前景本研究通过深入分析OFDM/OFDMA系统中的资源分配问题,提出了一种综合考虑资源利用效率和QoS满足度的资源分配算法。
该算法能够根据不同业务类型的要求,适配调整系统中不同子载波的分配方式,保证各用户的服务质量。
研究结果可以为OFDM/OFDMA系统中的资源分配问题提供一种新的解决思路,并为更完善和优化OFDM/OFDMA系统的性能提供技术支撑。
同时,本研究具有较高的应用前景,可以广泛地应用于各种无线通信系统中,如移动通信、宽带接入等领域。
OFDMA系统基于QoS保证和最大最小公平性准则下的动态资源分配
OFDMA系统基于QoS保证和最大最小公平性准则下的动态资源分配陈瑾平;杨绿溪【期刊名称】《信号处理》【年(卷),期】2011(27)12【摘要】Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) is a promising candidate for high-speed wireless communication networks, due to its high spectral efficiency and resistance to multipath fading. Fairness and efficiency are two crucial issues in resource allocation for OFDMA wireless networks. The objective of this paper is to provide the required Quality-of-Service ( QoS) of the guaranteed performance users with given data rate requirements and to maximize the capacity of the best effort users while maintaining max-min fairness among them. The resource allocation issue in OFDMA systems is the joint optimization of subcarrier assignment and power allocation subject to a total network power constraint. It is a mixed discrete programming issue known to be NP-hard and obtaining an exhaustive search allocation is computationally very expensive. In this paper, the algorithm to solve this non-convex problem is proposed by Lagrangian dual relaxation and obtains the optimal dual point based on the modified ellipsoid method. The algorithm has the polynomial complexity linear with the number of subcarriers. Numerical results show that the proposed algorithm can be near optimal to theglobally optimal solutions in terms of both QoS satisfaction and services max-min fairness.%正交频分多址(OFDMA)技术以其更高的频谱效率和抗多径衰落特性成为高速无线通信网络的候选标准.如何兼顾效率和公平性是OFDMA系统资源分配亟待解决的问题.本文研究了OFDMA系统中的无线资源分配问题,既要保证QoS用户的最小速率要求,同时“尽力而为”用户之间必须满足最小速率最大化公平性(max-min fairness)准则;该资源分配问题可以表述为一个系统总功率约束下的子载波分配和功率控制的混合离散型优化模型,这是难解的NP-hard问题,穷举搜索的代价是极其巨大的.针对该非凸模型,本文设计一个拉格朗日松弛的优化算法,该算法中采用修正的椭球算法求解对偶问题.算法具有多项式时间复杂度,且与子载波数目呈线性增长关系.仿真结果表明,该算法能近似最优地满足用户QoS及最大最小公平性要求.【总页数】7页(P1824-1830)【作者】陈瑾平;杨绿溪【作者单位】东南大学信息科学与工程学院南京210096;东南大学信息科学与工程学院南京210096【正文语种】中文【中图分类】TN929【相关文献】1.MIMO-OFDM系统中具有QoS保证的动态资源分配 [J], 孙巧云;田辉;董琨;张平2.基于公平性和 QoS 保障的 OFDMA-WLAN 系统资源分配 [J], 鲍楠;夏玮玮;沈连丰3.OFDMA系统中基于多业务QoS保证的机会调度算法 [J], 张冬梅;马文峰;益晓新;徐友云4.基于公平性的MIMO-OFDMA动态资源分配算法的研究 [J], 文碧青5.OFDMA中继系统中基于QoS保证的资源分配算法 [J], 赵翠茹;李有明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
宽带OFDMA系统有效支持QoS的分组调度算法
宽带OFDMA系统有效支持QoS的分组调度算法
陆彦辉;尹长川;乐光新
【期刊名称】《北京邮电大学学报》
【年(卷),期】2006(29)4
【摘要】提出了2种适用于多用户正交频分复用多址接入(OFDMA)系统的分组数据调度算法,分别是多载波正比公平(MPF)算法和增强容量的MPF算法.理论分析和数值结果表明,2种算法都能保证用户的不同业务质量(QoS)要求,并且实现用户数据的公平发送,但是与MPF相比,增强容量的MPF算法具有更大的灵活性和更高的系统吞吐量.
【总页数】5页(P24-28)
【关键词】正交频分复用多址接入;宽带无线接入;业务质量;分组数据调度算法【作者】陆彦辉;尹长川;乐光新
【作者单位】北京邮电大学电信工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN911
【相关文献】
1.OFDMA系统实时业务分组调度算法 [J], 郑培超;贾韶军;宋瀚涛;莫笑丽
2.多用户MIMO-OFDMA系统混合业务的跨层分组调度算法 [J], 雷海鹏;李小强;王亚峰;杨大成
3.OFDMA系统保证服务质量的分组调度算法 [J], 郑培超;贾韶军;宋瀚涛
4.OFDMA系统中基于多业务QoS保证的机会调度算法 [J], 张冬梅;马文峰;益晓新;徐友云
5.一种自适应的OFDMA系统下行分组调度算法 [J], 刘开健;张海波
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5G网络的资源分配和QoS保障
5G网络的资源分配和QoS保障如今,5G网络已经成为了科技领域的重中之重。
随着越来越多的社会和经济活动依赖于无线通信,5G技术的广泛应用已经成为了必然的趋势。
然而,在5G网络的资源分配和QoS保障方面,还存在着较大的挑战。
如何优化5G网络的资源调度,保证合理的QoS,将成为5G使用者和提供者的共同任务。
首先,5G网络资源的分配需要更加智能。
由于5G网络需要应对更广泛的服务类型,包括高速数据、机器人控制和虚拟现实等,资源分配显得更加复杂和关键。
智能化的分配策略要求能够根据数据传输的实时情况和不同业务优先级,自适应地分配资源。
这种策略需要通过人工智能、大数据分析等技术手段来实现,从而达到更加优化的资源利用效率。
其次,在资源分配的同时,QoS的保障也是必不可少的。
由于5G网络服务类型的多样化,对QoS的要求也变得更加严格,例如更高的端到端传输速率和更低的延迟等。
为了满足这些要求,必须采取区分服务和保证服务质量(QoS)的策略来确保不同业务之间的公平性。
这种策略需要能够在保证高速率传输的同时,在网络拥塞的情况下合理调解受限的资源,以保证QoS的公平性和稳定性。
再次,需要强调的是,5G网络中的资源调配和QoS保障并不只限于极端情况下。
一些在不同场景下网络负载的变化,例如人口密集区、高速移动的场景,也会对网络资源分配和QoS保障造成一定的影响。
为了解决这些问题,可以采用流量控制技术、CDN加速技术等,以优化网络的资源利用和提高QoS保障。
总之,5G网络的资源分配和QoS保障是一项非常重要的任务。
在实际应用中,优化资源分配和QoS保障将有助于5G网络更好地支持大范围的应用场景,以支持更多利益相关者的需求。
为此,必须继续探索各种基于人工智能和大数据分析等技术的解决方案,以应对不断增长的网络需求和服务类型。
我们相信,随着技术的发展和应用的广泛性,5G网络的资源分配和QoS保障将进一步得到改进,为人类创造更好的数字生活带来更多的机遇和效益。
OFDMA系统中保证QoS的资源分配研究的开题报告
OFDM/OFDMA系统中保证QoS的资源分配研究的开题报告一、研究背景和意义随着无线通信技术的发展,OFDM/OFDMA系统已经成为了高速无线通信的主流技术之一。
OFDM/OFDMA系统不仅可以提供更高的数据传输速率,而且可以降低多径衰落的影响,极大地提高了信道质量,使其在实际应用中具有广泛的应用前景。
然而,在OFDM/OFDMA系统中,频谱资源只有限的,如何进行合理的资源分配,以保证不同用户的QoS需求成为了一个重要的研究方向。
在OFDM/OFDMA系统中,不同用户的带宽需求和数据传输速率不同,如何通过合理的资源分配,保证不同用户的QoS需求成为了一个重要的研究方向。
QoS是指在网络和通信中,保证应用程序的有效性,用户的体验和受限的服务质量需求的一组参数值和在网络中的时序交互。
在无线通信中,QoS通常是用来描述信道质量、传输速率、数据延迟和丢包率等参数。
在OFDM/OFDMA系统中,如何保证不同用户的QoS要求成为了一个重要的研究方向。
因此,对于如何在OFDM/OFDMA系统中合理分配信道资源以提高数据传输速率和保证用户的QoS,进行研究具有重要的理论和应用意义。
二、研究内容和方法本文主要研究OFDM/OFDMA系统中保证QoS的资源分配问题,主要包括以下内容:1. OFDM/OFDMA系统的基础知识和QoS的概念和定义。
2. OFDM/OFDMA系统下的资源分配和调度算法研究。
本文将针对现有的资源分配算法进行评估和分析,并提出一种通用的资源分配算法,以实现对不同用户的带宽需求和QoS要求的合理分配。
3. 仿真模拟和性能评估。
本文将通过建立仿真模型,对所提出的资源分配算法进行性能评估和分析,并与现有的算法进行比较。
本文将采用实验室实测和仿真模拟相结合的研究方法,通过MATLAB等计算机软件,模拟构建具有不同带宽需求、QoS要求和信道质量的OFDM/OFDMA系统模型,并针对模型进行资源分配的仿真模拟和性能评估。
OFDMA系统资源分配算法研究的开题报告
OFDMA系统资源分配算法研究的开题报告一、选题背景与意义:OFDMA技术是下一代无线接入技术的核心技术之一,是一种具有广泛应用价值和广阔市场前景的技术。
随着移动通信用户和业务的快速增长,无线通信系统对频带资源的需求越来越大。
OFDMA技术可以很好地满足这种需求,其具有频带利用率高、抗干扰能力强、容量大等特点。
OFDMA技术在WiFi、移动通信、卫星通信等领域都有广泛应用。
在OFDMA系统中,资源分配算法是一个重要的研究内容,其主要目的是提高系统的频谱效率,提高用户的系统吞吐量。
二、研究内容与目标:OFDMA系统资源分配算法的研究内容包括以下方面:1、资源分配问题的研究;2、资源分配算法的设计和优化;3、算法的实现和性能测试;4、算法的仿真和验证。
本研究旨在设计和优化OFDMA系统资源分配算法,提高系统的频谱效率和用户的系统吞吐量。
具体目标包括:1、分析OFDMA系统的资源分配问题,确定研究方向;2、设计OFDMA系统资源分配算法,提高系统的频谱效率和用户的系统吞吐量;3、对算法进行实现和性能测试,进行算法的仿真和验证;4、撰写开题报告和论文。
三、研究方法:1、文献调研:查阅相关文献,深入了解OFDMA技术和资源分配算法的研究现状和进展。
2、理论分析:根据研究问题,对OFDMA系统的资源分配问题进行分析,提出针对性的研究思路和方案。
3、算法设计:基于研究思路和方案,设计OFDMA系统资源分配算法,优化算法参数和策略,提高系统性能。
4、算法实现和性能测试:对设计的算法进行实现和性能测试,验证算法的有效性和可行性。
5、算法仿真和验证:通过仿真实验,验证算法的性能和适用性。
四、进度安排:1、第一阶段:文献调研,梳理OFDMA技术和资源分配算法的研究现状和进展,撰写开题报告;2、第二阶段:理论分析,确定研究方向和方案,设计OFDMA系统资源分配算法;3、第三阶段:算法实现和性能测试,对算法进行实现和性能测试;4、第四阶段:算法仿真和验证,通过仿真实验,验证算法的性能和适用性;5、第五阶段:论文撰写和终稿整理。
高公平下OFDMA系统的自适应资源分配
高公平下OFDMA系统的自适应资源分配
燕红丽;袁佳良;王军选
【期刊名称】《西安邮电学院学报》
【年(卷),期】2012(017)006
【摘要】针对OFDMA系统中传统算法对系统容量和公平性兼顾性差的问题,提出一种子载波分配算法。
通过引入参数a,把子载波分为两部分,首先选取aN个载波分配给数据速率比例低的用户,获得高公平性;然后对剩余载波按信道增益高的原则来分配,且每个用户最多分配一个载波,以获得较大的系统容量。
仿真结果表明该算法不仅系统公平性较高,而且容量也得到明显提高,效果理想。
【总页数】5页(P60-64)
【作者】燕红丽;袁佳良;王军选
【作者单位】西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西西安710121;北京邮电大学信息与通信工程学院,北京100876;西安邮电大学通信与信息工程学院,陕西西安710121
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
【相关文献】
1.成比例公平性约束下的MIMO-OFDMA资源分配方案 [J], 杜娜;徐大专
2.OFDMA系统基于QoS保证和最大最小公平性准则下的动态资源分配 [J], 陈瑾平;杨绿溪
3.基于公平度和惩罚函数的OFDMA自适应资源分配 [J], 袁建国;张芳;王竟鑫;王永;林金朝;庞宇
4.802.11ax系统中基于OFDMA调度接入的公平性资源分配算法 [J], 陈发堂;张志豪;李贺宾;梅志强
5.OFDMA分布式天线系统下的比例公平资源分配算法 [J], 刘慎发;吴伟陵
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搜索的代价是极其巨大的。针对该非 凸模 型 ,本文设计一个拉格 朗 日松弛 的优化算 法 ,该 算法 中采 用修正 的椭球算 法求解
对偶问题 。算法具有多项式时间复杂度 ,且与子载波数 目呈 线性增长关 系。仿 真结果 表明 ,该算法 能近似最 优地满 足用户 Q S及最大 最小公平性要求 。 o
陈瑾平 杨绿溪
( 南大 学 信息科 学与工程 学院 南京 2 0 9 ) 东 10 6
摘
要 :正交频分 多址 ( F MA) OD 技术 以其更 高的频谱效率 和抗多径衰落特性成为高速无线 通信 网络 的候 选标准 。如何
兼顾效率和公平性是 O D F MA系统 资源分 配亟待解 决 的问题 。本文 研究 了 O D F MA系统 中的无 线资 源分配 问题 ,既要 保证
ma — i f r esa o gte .T ersuc l c t n i u F MA s s ms st it pi i t n o b a ir s n n d x m n a n s m n m h eo rea o ai se i O D yt ej n t z i f u c r e i me t i h l o s n e i h o o m aoM i l sntok.T eojcv fhspprs opoi er u e ulyo Sri Q S fh eo reaoai r D A wr e e rs h bet eo i ae rv et q i dQ at・ -ev e( o )o t l o oO es w i t it d h e r i f c e
A src: Otooa f q ec i s nm lpeacs O D )i apo in ad a r ihsedwrl scm u i bt t a r gn eun yd i o ut l ces( F MA s rm s gcn i t f g — e i e o m n— h l vi i i d eo h p es
a x a sie s a c lc t n i c mp tt n l e y e p n ie n t i p p r h l o t m o s le t i n n c n e r b e i r — n e h u t e h a o ai s o u ai a y v r x e s .I h s a e ,t e ag r v r l o ol v i h t ov s o — o v x p o lm sp o h
关键词 :正交频分多址 ;服务质量 ;最大最 小公 平性 ; 资源分配
中图分类号 :T 9 9 N 2 文献标识码 :A 文章 编号 :10 — 5 0 2 1 )2 12 — 7 0 3 0 3 (0 1 — 8 4 0 1
Dy a c Re o re Al c t nf rQo a r n mi s uc l ai o S- wa e OFDMA Sy t ms o o se
g a a te ef r n e u e sw t ie aa r t r q i me t n x i z h a a i ft e b s f r u e s w i i ti ig u r n e d p ro ma c s r i gv n d t ae e u r h e n sa d t ma mie t e c p ct o e tef t s r h l man an n o y h o e
第 2 7卷 第 1 2期 21 0 1年 l 2月
信 号 处 理
S GNAL P 0C sNG I R ES I
V0. 7 No 2 12 . .1
De . 2 c 0l1
OF MA 系统 基 于 Qo D S保 证 和最 大 最 小 公 平性 准 则 下 的 动态 资 源 分 配
wi x m i F i e s Co s r it t Ma - n a r s n tan h n
C N J ・ ig Y NG L - i HE i - n A u・ np x
( col f no t nSi c n nier g otes U i ri , aj g20 9 , hn ) Sho o f mao c n eadE g ei ,Su at nv sy N i 10 6 C ia I r i e n n h e t n n
c t n n t o k ,d e t t h g p cr l f c e c n e itn e t h p t a i g F i e s a d e c e c r w r c a s u s i ai ew r s u o i ih s e t i i n y a d rssa c o mu i ah f d n . ar s n f in y ae t o c u i li e n o s ae n i s
pw r l ct nsbetoa o e okpw r o san.Iiamxddsrt p g m igi u nw e Phr n ba i o e l ai ujc t t nt r o e nt t ts i i e r r m n seko nt b -a adotnn ao o ta w l c r i e c eoa s o N d i g