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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
第四代通信标准
LTE-A
在线视频
数据互传
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
① Lin Y B, Chiu T H, and Su Y T. Optimal and near-optimal resource allocation algorithms
③4f0Co6rh6Oa-n4Fg0D7LM7iu.A, Xnieatowwoerki sQ[iJn],.源自文库
IEEE Sihai
单中继协作通信模型
目的节点
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
多点协同技术
Relay技术 Company Logo
OFDMA技术
研究背景
1. Q保o证S用需户求最：低速率算法[1-2]。
2. 保下证一用代户无间线速通率信公系平统性理算应法能[3够-4承]。载各种实时性强、 3数Q. o据保S的传证能输多力率业。高务的的多Qo媒S算体法业[务5-，6]。因此必须具备保证用户
➢ 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。
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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；
中继节点
源节点
Company Logo
中继通信中的中继模型
基站 基基站站
Company Logo
中中继继 中继
第一时隙 第第一第时一一隙时时隙隙
第第一一时时隙隙
用户 用用户户
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。
Company Logo
优缺点： 协作机制简单，在放大 信号的同时也放大了噪 声。
IEEE ICC, 2008, 3463-3468.
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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Dig式ital Audio Broadcast
➢
OFDM是许多无线通信采用的标准；
IEEE 802.11a/g Digital Video Broadcast T/H
⑥电子Xi与ng信nin息g 学Zh报u,，Jia2c0h1u1a,3n3H(5u)o:1, 1X4i7a-o1x1i5X3u. , Chunxiu Xu, Wei Ding. QoS-guaranteed
scheduling and resource allocation algorithm for IEEE 802.16 OFDMA system[C].
Transactions on Wireless Communications, 2009, 8(8): Zhang and Wuyang Zhou. Proportional-fairness downlink
② ④⑤uNSr陈peehlstKr瑾iiowenmuasko平norWrcsgukye,hr,s李cse,aHt2eele春l0amaoKn1lc国l1iY[oam,Jtc1,,]i杨,ao3.atHIn(niE6绿odoi)Ennn:K溪6EgfO3iokmT.3Fru比r-DOa6SK例nMF3.as8DFnaA速.acMgi-t,r率biAnoKaens约isssesysedo束-soatnrnewe下mVlKaaerOyi[hemCFinrc].Deeu.PtsMlIwoarEouroAEvrrTcEki系edesciV.anh统JlTgnloooC近uqclr,uoan似2agtail0yoli最0,tnoy24f优i0,onC11f的a0o6sc,m1eo资r52mvo9-ip1源(uce26enr)1分ia:ic5nt9ai.配v3taied2o算a-nO9ps法F3tia9Dv[n.eJMd].A
之一，而紧网张络的接入无线频谱资传源输和速用率户高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。
电视直播
网络电话
Company Logo
研究背景
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。
多天线MIMO技术
载波聚合技术
CR技术
提高频谱 利用率
关键技术-OFDMA
中继处理方式
➢ 解码转发-DF
Company Logo
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。
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。
➢ 将传输带宽划分成相互正交而且交错重叠的许多子载波。
信道增益
信道 传输 带宽
子载波 频率
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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
User 1
基站
频率
(子载波、功率分配)
User 2 User K
...
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关键技术-OFDMA
OFDMA优势
优缺点： 获得编码增益，实现复 杂度较高。
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目录
1 研究背景 2 关键技术介绍 3 现有算法总结
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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
① Chang Liu, Xiaowei Qin, Sihai Zhang and Wuyang Zhou. Proportional-fairness downlink resource allocation in OFDMA-based relay networks. Journal of Communications and Networks,2011,13(6):633-638.
1 研究背景 2 关键技术介绍 3 现有算法总结
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研究背景
第四代通信标准
LTE-A
在线视频
数据互传
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
① Lin Y B, Chiu T H, and Su Y T. Optimal and near-optimal resource allocation algorithms
③4f0Co6rh6Oa-n4Fg0D7LM7iu.A, Xnieatowwoerki sQ[iJn],.源自文库
IEEE Sihai
单中继协作通信模型
目的节点
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。
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关键技术-Relay
多点协同技术
Relay技术 Company Logo
OFDMA技术
研究背景
1. Q保o证S用需户求最：低速率算法[1-2]。
2. 保下证一用代户无间线速通率信公系平统性理算应法能[3够-4承]。载各种实时性强、 3数Q. o据保S的传证能输多力率业。高务的的多Qo媒S算体法业[务5-，6]。因此必须具备保证用户
➢ 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。
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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；
中继节点
源节点
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中继通信中的中继模型
基站 基基站站
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中中继继 中继
第一时隙 第第一第时一一隙时时隙隙
第第一一时时隙隙
用户 用用户户
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。
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优缺点： 协作机制简单，在放大 信号的同时也放大了噪 声。
IEEE ICC, 2008, 3463-3468.
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1 研究背景 2 关键技术介绍 3 现有算法总结
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关键技术-OFDMA
是基于OFDM调制的一种无线接入方Dig式ital Audio Broadcast
➢
OFDM是许多无线通信采用的标准；
IEEE 802.11a/g Digital Video Broadcast T/H
⑥电子Xi与ng信nin息g 学Zh报u,，Jia2c0h1u1a,3n3H(5u)o:1, 1X4i7a-o1x1i5X3u. , Chunxiu Xu, Wei Ding. QoS-guaranteed
scheduling and resource allocation algorithm for IEEE 802.16 OFDMA system[C].
Transactions on Wireless Communications, 2009, 8(8): Zhang and Wuyang Zhou. Proportional-fairness downlink
② ④⑤uNSr陈peehlstKr瑾iiowenmuasko平norWrcsgukye,hr,s李cse,aHt2eele春l0amaoKn1lc国l1iY[oam,Jtc1,,]i杨,ao3.atHIn(niE6绿odoi)Ennn:K溪6EgfO3iokmT.3Fru比r-DOa6SK例nMF3.as8DFnaA速.acMgi-t,r率biAnoKaens约isssesysedo束-soatnrnewe下mVlKaaerOyi[hemCFinrc].Deeu.PtsMlIwoarEouroAEvrrTcEki系edesciV.anh统JlTgnloooC近uqclr,uoan似2agtail0yoli最0,tnoy24f优i0,onC11f的a0o6sc,m1eo资r52mvo9-ip1源(uce26enr)1分ia:ic5nt9ai.配v3taied2o算a-nO9ps法F3tia9Dv[n.eJMd].A
之一，而紧网张络的接入无线频谱资传源输和速用率户高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。
电视直播
网络电话
Company Logo
研究背景
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。
多天线MIMO技术
载波聚合技术
CR技术
提高频谱 利用率
关键技术-OFDMA
中继处理方式
➢ 解码转发-DF
Company Logo
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。
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。
➢ 将传输带宽划分成相互正交而且交错重叠的许多子载波。
信道增益
信道 传输 带宽
子载波 频率
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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
User 1
基站
频率
(子载波、功率分配)
User 2 User K
...
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关键技术-OFDMA
OFDMA优势
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
① Chang Liu, Xiaowei Qin, Sihai Zhang and Wuyang Zhou. Proportional-fairness downlink resource allocation in OFDMA-based relay networks. Journal of Communications and Networks,2011,13(6):633-638.