整数规划在无线资源分配中的应用

论文摘要

整数规划在生产生活的各个方面都有广泛应用,如通信网络优化、投资组合分析、生产调度等。本文对整数规划的发展背景、模型提出、实际建模应用、已有经典算法进行了研究和总结,分析了0-1整数规划的模型和求解问题,在此基础上重点对中继系统中基于整数规划的资源分配问题进行了全面而深入的研究。OFDM（正交频分复用,orthogonal frequency-division multiplexing）是一种并行传输技术。通过在频域内将频率选择性信道分成许多正交的子信道,在每个子信道上进行子载波调制,并利用各个子载波并行传输,OFDM可以有效地消除信号间的干扰,提高频谱效率,增加系统容量。另一方面,中继系统能有效提高系统容量、提升小区边缘性能、增加小区覆盖、降低移动终端的成本、提高频谱效率,是未来无线通信的研究热点。本文研究的系统模型是基于OFDM的中继系统,解决此模型下子载波和路由的分配问题。通过建模,该系统下子载波和路由的分配问题可以抽象为传统的0-1整数规划问题。优化目标为最大化系统的吞吐量,条件为每个子载波只能分配给一个用户、每个子载波只能被一条路由所使用、满足用户的最小速率限制。在蜂窝网中已有算法的基础上,本文提出了一种路由和子载波联合分配的启发式算法。把子载波、路由和用户的三维空间资源分配问题映射到子载波和用户的二维平面上,从而降低了计算复杂度。同时,映射操作包含了最优路由选择的过程。与当前其它算法相比,此方案分配方法更加灵活,同时计算复杂性更低,性能更优。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 整数规划发展背景
• 1.2 整数规划模型及分类
• 1.3 OFDM系统无线资源分配中的整数规划
• 1.4 论文的主要贡献与内容安排
• 第二章 整数规划问题
• 2.1 生产生活中的整数规划
• 2.2 整数规划已有解法
• 2.2.1 割平面法
• 2.2.2 分支定界法
• 2.2.3 分解算法
• 2.3 0-1整数规划
• 2.3.1 几种0-1整数规划经典模型
• 2.3.2 0-1整数规划的求解
• 第三章 中继系统与无线资源管理技术
• 3.1 移动通信发展的历程
• 3.2 下一代移动通信
• 3.2.1 LTE
• 3.2.2 WiMAX
• 3.3 下一代通信系统中的关键技术
• 3.4 中继系统及其优势
• 3.5 无线资源管理技术
• 第四章 基于整数规划的子载波分配问题研究
• 4.1 系统模型
• 4.2 子载波分配问题的描述
• 4.3 蜂窝网中已有的分配算法
• 4.4 基于三维空间的中继系统子载波路由联合分配算法
• 4.4.1 原问题的转化
• 4.4.2 子载波路由联合分配算法
• 4.4.3 复杂度分析
• 4.5 仿真结果与分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文