協(xié)作中繼系統(tǒng)跨層最優(yōu)資源分配研究.pdf

1、隨著無線通信技術的發(fā)展，人們對隨時隨地自由通信的渴求越來越強烈，有限的無線資源與不斷提高的多媒體業(yè)務質量要求之間的矛盾日益尖銳，無線資源分配技術在一定程度上解決了這個問題。因此，如何用無線資源管理的各種方法對復雜的無線物理信道、網(wǎng)絡資源進行合理配置、完善網(wǎng)絡協(xié)議兼容性及保障不同特性業(yè)務的傳輸質量等，是無線網(wǎng)絡資源管理的重要內容。同時，協(xié)作中繼系統(tǒng)中各節(jié)點之間相互協(xié)助能顯著提高系統(tǒng)可靠性、增大信道容量。
　　 本文首先研究了機會協(xié)

2、作中繼系統(tǒng)中可靠性、有效容量和功率消耗的聯(lián)合優(yōu)化問題，分析了機會協(xié)作中繼系統(tǒng)的可靠性、有效容量和功率消耗模型，分別提出了兩個優(yōu)化模型:聯(lián)合系統(tǒng)可靠性和有效容量的網(wǎng)絡效用最大化模型，以及最小化系統(tǒng)總功率消耗的優(yōu)化模型。為了在可靠性、有效容量和功率消耗三方面問題之間尋求平衡，進一步提出了一種以提升網(wǎng)絡效用與降低網(wǎng)絡功耗為目標的聯(lián)合優(yōu)化模型，通過拉格朗日對偶分解法設計了聯(lián)合優(yōu)化模型的分布式求解算法，算法通過改變效用函數(shù)權衡因子α來獲得系統(tǒng)可靠

3、性和有效容量之間的平衡;通過改變聯(lián)合優(yōu)化目標中的權衡因子ω來獲取網(wǎng)絡效用與功耗之間的平衡點。仿真結果驗證了該分布式算法可有效地取得協(xié)作中繼系統(tǒng)的可靠性、有效容量和功率消耗三者之間的平衡。其次針對協(xié)作中繼系統(tǒng)，分析了一種目的端控制的HARQ重傳機制，建立了基于HARQ模式的協(xié)作中繼系統(tǒng)中的信道容量模型和中斷概率模型，并提出了基于鏈路代價函數(shù)的中繼選擇準則，在考慮目的端接收瞬時信噪比門限值和系統(tǒng)中斷概率約束的條件下，研究了以最小化系統(tǒng)的鏈路

4、代價函數(shù)為優(yōu)化目標的聯(lián)合中繼選擇和資源分配問題跨層優(yōu)化模型?；诶窭嗜諏ε挤纸饫碚搶?yōu)化問題進行了分布式的求解，數(shù)值仿真中對算法進行了驗證，對比了基于HARQ機制的協(xié)作方式下和不考慮HARQ的協(xié)作方式下的鏈路代價函數(shù)。通過數(shù)值仿真，可以看到在優(yōu)化問題收斂時，同時獲得系統(tǒng)的最優(yōu)功率分配和最佳中繼節(jié)點;仿真中還驗證了鏈路代價函數(shù)與目的節(jié)點d接收瞬時信噪比門限γ(0)和系統(tǒng)中斷概率門限值ζ之間的變化關系，為協(xié)作中繼系統(tǒng)跨層優(yōu)化設計提供了理論