可避免用户冲突的OFDMA下行链路资源分配方案
发布时间：2021-06-13 21:23
针对单小区全双工正交频分多址（OFDMA）系统下行链路多子载波多用户分配时可能产生的用户冲突问题,同时考虑子载波复用所带来的上下行链路干扰,提出一种可有效解决用户冲突且缓解上下行链路干扰的自适应资源分配方案。该方案结合改进贪婪算法的子载波分配和基于迭代注水算法的功率分配来实现子载波-功率联合优化调度。用二分法找出各子载波可供分配的下行用户集,再在等发射功率下选择各子载波对应集合中信干噪比最高的用户,若匹配到同一用户,选择提供更大速率的子载波来匹配。最后提出改进迭代注水算法来分配功率。仿真结果表明,相比已有资源分配方案,文中所提方案解决了子载波分配中用户冲突问题,提升了功率分配效率,在兼顾用户公平性的同时有效提高OFDMA系统下行链路总吞吐量。
【文章来源】：南京邮电大学学报(自然科学版). 2020,40(03)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
单小区OFDMA系统场景
图2描绘了3种不同子载波分配算法的用户吞吐量公平度与下行用户数的关系曲线。为了方便观察公平度曲线,这里取不同算法中第5个子载波对应下行用户集合的公平度为例。可以看到,本文提出的改进贪婪算法的用户公平性略低于Shen算法,但高于Max-Min算法。随着下行用户数的增加,本文算法的用户公平性基本趋于稳定,波动起伏不大。图3给出了OFDMA系统下行链路总速率随下行用户数的变化关系曲线。可以看到,随着用户数目的增多,本文算法所实现的下行链路总速率要比Shen算法高,但要比Max-Min算法低,这是因为Max-Min算法没有考虑子载波分配时的用户冲突问题,造成下行总速率的虚高。而本文算法引入了用户冲突避免机制,在出现用户冲突时部分子载波会退而求其次地选择信道条件次优的用户进行匹配,因此下行速率比Max-Min算法略低。Shen算法实际就是加权平均的过程,在执行过程不总是选择信道条件好的用户,出于用户间公平性的考虑,信道条件差的用户也可能会被选择,自然比本算法的下行链路总速率低很多。
图3给出了OFDMA系统下行链路总速率随下行用户数的变化关系曲线。可以看到,随着用户数目的增多,本文算法所实现的下行链路总速率要比Shen算法高,但要比Max-Min算法低,这是因为Max-Min算法没有考虑子载波分配时的用户冲突问题,造成下行总速率的虚高。而本文算法引入了用户冲突避免机制,在出现用户冲突时部分子载波会退而求其次地选择信道条件次优的用户进行匹配,因此下行速率比Max-Min算法略低。Shen算法实际就是加权平均的过程,在执行过程不总是选择信道条件好的用户,出于用户间公平性的考虑,信道条件差的用户也可能会被选择,自然比本算法的下行链路总速率低很多。结合图2、图3可知,本文算法仅牺牲少许下行吞吐量换取了用户公平性的提高,在下行吞吐量和用户公平性间实现了良好折中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Fairness Resource Allocation Algorithm for Coverage and Capacity Optimization in Wireless Self-Organized Network[J]. Pan Zhao,Lei Feng,Peng Yu,Wenjing Li,Xuesong Qiu. 中国通信. 2018(11)
[2]Fair subcarrier-power allocation scheme for multiuser multicarrier systems[J]. Mohammed Abd-Elnaby,Germien G.Sedhom,Nagy W.Messiha,Xu Zhu,Fathi E.Abd El-Samie. Journal of Central South University. 2015(08)
[3]OFDMA系统资源优化综述[J]. 李君,吴明敏,王秀敏,李正权. 中国计量学院学报. 2014(04)
[4]OFDMA系统中资源公平调度算法研究[J]. 张冬梅,徐友云,蔡跃明. 中国工程科学. 2007(06)
[5]OFDMA系统中线性注水功率分配算法[J]. 张冬梅,徐友云,蔡跃明. 电子与信息学报. 2007(06)
博士论文
[1]非理想信道状态信息下OFDMA系统自适应资源分配技术研究[D]. 赵志信.哈尔滨工业大学 2014
[2]非线性失真环境下的多载波系统优化[D]. 彭晶波.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]带内全双工OFDMA网络资源分配研究[D]. 林昌林.中国矿业大学 2017
本文编号：3228365
【文章来源】：南京邮电大学学报(自然科学版). 2020,40(03)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
单小区OFDMA系统场景
图2描绘了3种不同子载波分配算法的用户吞吐量公平度与下行用户数的关系曲线。为了方便观察公平度曲线,这里取不同算法中第5个子载波对应下行用户集合的公平度为例。可以看到,本文提出的改进贪婪算法的用户公平性略低于Shen算法,但高于Max-Min算法。随着下行用户数的增加,本文算法的用户公平性基本趋于稳定,波动起伏不大。图3给出了OFDMA系统下行链路总速率随下行用户数的变化关系曲线。可以看到,随着用户数目的增多,本文算法所实现的下行链路总速率要比Shen算法高,但要比Max-Min算法低,这是因为Max-Min算法没有考虑子载波分配时的用户冲突问题,造成下行总速率的虚高。而本文算法引入了用户冲突避免机制,在出现用户冲突时部分子载波会退而求其次地选择信道条件次优的用户进行匹配,因此下行速率比Max-Min算法略低。Shen算法实际就是加权平均的过程,在执行过程不总是选择信道条件好的用户,出于用户间公平性的考虑,信道条件差的用户也可能会被选择,自然比本算法的下行链路总速率低很多。
图3给出了OFDMA系统下行链路总速率随下行用户数的变化关系曲线。可以看到,随着用户数目的增多,本文算法所实现的下行链路总速率要比Shen算法高,但要比Max-Min算法低,这是因为Max-Min算法没有考虑子载波分配时的用户冲突问题,造成下行总速率的虚高。而本文算法引入了用户冲突避免机制,在出现用户冲突时部分子载波会退而求其次地选择信道条件次优的用户进行匹配,因此下行速率比Max-Min算法略低。Shen算法实际就是加权平均的过程,在执行过程不总是选择信道条件好的用户,出于用户间公平性的考虑,信道条件差的用户也可能会被选择,自然比本算法的下行链路总速率低很多。结合图2、图3可知,本文算法仅牺牲少许下行吞吐量换取了用户公平性的提高,在下行吞吐量和用户公平性间实现了良好折中。
【参考文献】：
期刊论文
[1]A Fairness Resource Allocation Algorithm for Coverage and Capacity Optimization in Wireless Self-Organized Network[J]. Pan Zhao,Lei Feng,Peng Yu,Wenjing Li,Xuesong Qiu. 中国通信. 2018(11)
[2]Fair subcarrier-power allocation scheme for multiuser multicarrier systems[J]. Mohammed Abd-Elnaby,Germien G.Sedhom,Nagy W.Messiha,Xu Zhu,Fathi E.Abd El-Samie. Journal of Central South University. 2015(08)
[3]OFDMA系统资源优化综述[J]. 李君,吴明敏,王秀敏,李正权. 中国计量学院学报. 2014(04)
[4]OFDMA系统中资源公平调度算法研究[J]. 张冬梅,徐友云,蔡跃明. 中国工程科学. 2007(06)
[5]OFDMA系统中线性注水功率分配算法[J]. 张冬梅,徐友云,蔡跃明. 电子与信息学报. 2007(06)
博士论文
[1]非理想信道状态信息下OFDMA系统自适应资源分配技术研究[D]. 赵志信.哈尔滨工业大学 2014
[2]非线性失真环境下的多载波系统优化[D]. 彭晶波.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]带内全双工OFDMA网络资源分配研究[D]. 林昌林.中国矿业大学 2017
本文编号：3228365
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