基于OFDMA的電力線通信系統資源分配算法研究.pdf

1、隨著電力線通信技術的不斷發(fā)展，電力線作為一種分布最廣的通信媒介，在家居自動化、遠程秒表、負荷控制、寬帶網絡的接入和音頻信號等高速數據傳輸等領域具有得天獨厚的優(yōu)勢和不可估量的市場潛力。新一代寬帶無線接入技術OFDMA，以其傳輸速率高、資源分配靈活、能同時支持多個用戶的特點被成功的應用于電力線通信系統中?；贠FDMA的資源分配算法相繼出現，但其在電力線通信系統中的應用研究還處于初步階段，仍存在計算量大、不易實現的缺點，本文重點研究基于OF

2、DMA技術的電力線通信系統資源分配問題。
　　為提高電力線通信系統的資源利用率和服務質量，本論文在研究低壓配電網電力線通信系統信道模型基礎上，結合OFDMA技術的理論知識，提出一種基于改進差分進化算法的電力線通信單層多用戶資源分配算法。該算法以速率自適應為準則，在功率譜限制條件下，根據各用戶的信道信息進行子載波的動態(tài)分配，在保證多用戶不同QoS要求的前提下最大化系統的吞吐量。在典型的電力線通信系統環(huán)境下進行了仿真實驗，實驗結果表明

3、，與現有的電力線資源分配算法相比，本課題所提算法在用戶公平性和系統容量上都有很大改善，有效地提高了電力線通信系統的性能。
　　由于資源分配在電力線通信系統的不同層面具有不同的約束條件和優(yōu)化目標，本論文對物理層、鏈路層、網絡層和應用層進行了深入的研究，提出一種混合業(yè)務下的跨層資源分配算法，即在數據鏈路控制（MAC）層基于效用函數的用戶調度算法和在物理（PHY）層基于優(yōu)先級的子載波-功率聯合分配方案，在提高系統利用率的同時為用戶提供不

4、同QoS等級的傳輸服務。在數據鏈路控制層，綜合考慮信道狀態(tài)信息、業(yè)務包模型、隊列狀態(tài)信息和QoS需求，確定用戶的優(yōu)先級；在物理層，結合速率自適應和裕度自適應準則，按照用戶的優(yōu)先級為各用戶動態(tài)的分配子載波-功率資源。其思想是盡量減小因盲目分配而造成的資源浪費，以盡可能少的資源滿足所有用戶的最小速率要求，在保證用戶公平性的前提下，若剩余資源能滿足用戶的最大許可速率，則以剩余資源的最大化為優(yōu)化目標，否則，以系統吞吐量最大化為優(yōu)化目標。實驗結果