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有关于传统无线网络的资源分配问题已经得到了广泛的研究,由于具有中继的两跳无线网络不同于,而且复杂于传统一跳的无线网络,所以,有关于传统无线网络的资源分配的策略就不可能轻易的应用在两跳的无线中继网络中。因此,在无线中继网络中,如何以不同系统性能作为优化目标进行资源优化分配具有重要的意义。
本文主要目标是基于优化理论研究中继网络中的资源优化分配问题,主要工作包括:
第一、为了降低非再生中继网络的中断概率,研究了基于中断概率最小化的功率分配问题。首先分析了两跳中继传输方式和协同分集传输方式的中断概率近似表达式,然后以中断概率最小化作为优化目标,在总功率一定的条件下,提出了非再生中继系统中基于中断概率最小化的功率分配优化模型,通过Lagrange乘数法获得了源节点和中继的最优功率分配。仿真结果表明,与在源节点和中继中采用平均功率分配策略相比,采用基于中断概率最小化的最优功率分配策略的中继网络,在中断概率下降的同时,也增加系统的容量。
第二、研究基于多用户QoS保证的两跳非再生中继网络中的功率分配策略。首先,在基站(BS:Base Station)和中继(R:Relay)的总功率受限的约束条件下,提出了最小化最大(Min-Max:Minimize-Maximum)用户的中断概率的功率分配方案。其次,在用户中断概率,基站BS和中继R的总功率受限的约束条件下,提出了最大化最小(Max-Min:Maximize-Minimum)用户速率的功率分配方案,由于上述功率分配问题的目标函数是非线性、非凸的,获得全局最优功率分配的求解比较复杂,所以,将两个功率优化问题转化为等价的几何优化(GP:Geometric Programming)问题,从而用优化技术获得最优的功率分配。仿真结果表明,基于最小化最大用户的中断概率和最大化最小用户速率为目标的功率分配策略,在改善最差用户的中断概率和数据速率的同时,也使得用户之间的有较高的公平性。