基于译码转发中继的OFDM传输中的联合子载波配对与功率分配

本文研究了一种采用译码转发(DF)中继的点对点正交频分复用(OFDM)系统。传输过程包含两跳：第一跳由源节点发送，第二跳由中继节点发送。每一跳占用一个时隙。中继为半双工模式，能够在一个时隙内解码特定子载波上的消息，并在下一个时隙中将其重新编码后通过另一个不同的子载波转发。因此，每条消息在两跳中通过一对子载波传输。假设目的节点能够合并来自源节点和中继节点且属于同一条消息的信号。目标是通过联合优化子载波配对以及每一跳中每个子载波上的功率分配，最大化系统的加权和速率。对速率进行加权是为了考虑不同子载波可能承载不同业务信号的情况。本文研究了源节点和中继节点的总功率约束和独立功率约束。对于中继在某些子载波上不发送信号（因为这样做不会提高加权和速率）的情况，我们进一步允许源节点在这些空闲子载波上发送新消息。据我们所知，这种包含目的节点合并的联合优化问题在文献中尚未被讨论。该问题首先被建模为一个混合整数规划问题，然后通过连续松弛转化为凸优化问题，并在对偶域中求解。基于优化结果，本文还提出了实现可行解的算法。仿真结果表明，所提算法几乎达到了最优的加权和速率，并且在各种信道条件下均优于现有方法。