OFDMA 下行链路中的联合调度与资源分配：非理想信道状态信息下的效用最大化
信息论
2015-05-20 v3 网络与互联网体系结构
math.IT
摘要
我们考虑 OFDMA 下行链路中同时进行用户调度、功率分配和速率选择的问题，目标是在总功率约束下最大化期望总效用。在此过程中，我们考虑一族基于有效吞吐量的通用效用函数，这些效用函数便于实现基于吞吐量的定价、服务质量保障和/或处理实际的调制编码方案（MCS）。由于在基站处，尤其是当用户数量和/或子信道数量很大时，可能难以维持完美的信道状态信息（CSI）知识，我们考虑在非理想 CSI 下进行调度和资源分配，其中信道状态由一个通用概率分布描述。首先，我们考虑“连续”情况，即多个用户和/或码率可以时分共享单个 OFDMA 子信道和时隙。这产生了一个非凸优化问题，我们将其转化为一个凸优化问题，并使用对偶优化方法精确求解。其次，我们考虑“离散”情况，即每个 OFDMA 子信道在每个时隙只允许单个用户和码率。对于由此产生的混合整数优化问题，我们讨论了它与连续情况的联系，并证明它在某些情况下可以精确求解。对于其他情况，我们给出了最优性间隙的一个界。对于这两种情况，我们都提供了所得解的算法实现。最后，我们通过数值方法研究了所提算法在不同程度的 CSI 不确定性、效用函数和 OFDMA 系统配置下的性能。此外，我们还展示了相对于现有最先进算法的优势。
引用
@article{arxiv.1011.0027,
title = {Joint Scheduling and Resource Allocation in the OFDMA Downlink: Utility Maximization under Imperfect Channel-State Information},
author = {Rohit Aggarwal and Mohamad Assaad and C. Emre Koksal and Philip Schniter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.0027},
year = {2015}
}