基于最大总体效益的OFDM无线网络下行链路子载波分配跨层优化.pdf

卷 期 燕山大学学报 年 月 文章编号：1007-791X (2008) 03-0227-06 基于最大总体效益的OFDM 无线网络 下行链路子载波分配跨层优化 郭坤祺 ，赵晓群 （ 同济大学 电子与信息工程学院 上海 ； 上海无线通信研究中心，上海 ） 摘 要：将多用户 无线网络下行链路子载波分 优化建模为最大化总体效益函数，本文提出了一个基于 跨层优化的动态子载波分 算法（ ）。通过导频序列信号和指数加权低通时间滤波器窗口分别估算用户子载 波信道状态和数据队列长度，该算法基于最大总体时延效益的影响值作出子载波分 决定。仿真结果证明：该 算法在不同的用户负载状态下仍具有较好的公平性。 关键词：子载波； ；效益函数；跨层 中图分类号：TN925 文献标识码：A 引言 是当用户数量增多时，这种现象更加明显）。对于 不同用户，同一子载波可能有着不同的信道增益 下一代无线网络在利用有限的系统资源提供 （多用户分集）。 公平的数据调度时应采取不同于传统的调度方法 基于跨层 （联合物理层和 层）资源优化 （缺乏扑捉用户所察觉的性能的机制）。在文献 机制，同时考虑了用户的信道状态和队列长度，本 和 中，通过改进有线网络公平性队列调度方 文提出了一个 无线网络下行链路子载波调 案，并考虑无线链路的容量和流量负载对公平调度 度方案， 满足具有时延 （服务质量）需求的 的影响，提出了一些无线网络数据调度机制。文献 用户业务。通过建立关于用户队列平均等待时间的 提出了具有信道意识的比例公平（ ）资源分 用户效益函数，将最优调度目标建模为最大化总体 方法，目标是提供一个长期有效性能。 效应函数，本文提出了一个低复杂度的动态子载波 具有抗频率选择性衰落的同时， 还具 分 算法 提高下行链路的时延性能。考虑到不同 有物理层载波信道选择的灵活性，为在不同的用户 用户具有不同的队列时延（在时延上的多用户的分 环境下选择较好的用户信道满足用户业务提供了 集），本文设计了一族凹的减函数集作为用户效益 可能。时延性能是一个主要 （服务质量）标志 函数集，利用不同的用户效益函数，在不同的用户 之一。 函数（效益函数）提供了准确表达由 负载状态下，子载波分 的公平性能够得到保证。 于多用户分集导致的处于不同状态的用户与系统 能提供用户 需求之间的量化关系方法 。一 优化模型 个基于最大效益理论的 无线网络资源优化 的基本理论框架在文献 中提出。在多用户 系统描述及参数估计 无线网络中，由于无线信道具有地点依赖 本文研究了由一个基站 （ ）和 个用户节点 性，对于一个用户处于深衰落信道状态的子载波， 组成的多用户 无线网络下行链路（从基站 对于另一个用户可能处于好的信道状态。因此，几