تخصیص منابع در شبکه‌های همیارانه سلولی دو پرشی OFDMA مبتنی بر معیارهای کیفیت خدمات و انصاف

Abstract

تخصیص توام بیت، انتخاب رله و تخصیص زیر کانال برای دستیابی به مزایای کامل شبکه‌های رله‌ای مشارکتی مبتنی بر OFDM ضروری می‌باشد. در این مقاله ابتدا این مسأله در یک شبکه مشارکتی OFDM مطالعه می‌شود. این شبکه شامل چندین زوج گره مبدأ ـ مقصد و چندین گره رله با روش کدگشایی و ارسال مجدد (DF) می‌باشد. هدف، کمینه‌سازی توان ارسالی کل تحت شرایط نرخ خطای بیت (BER) و نرخ داده می‌باشد. با این حال، راه حل بهینه مسأله بهینه‌سازی بسیار پیچیده است و ممکن است غیرمنصفانه باشد. سپس با فرض آگاهی از بهره‌های لحظه‌ای کانال برای تمامی لینک‌ها در تمام شبکه، یک الگوریتم بازگشتی سه مرحله‌ای برای تخصیص منصفانه منابع با پیچیدگی کم پیشنهاد شده است. در این الگوریتم، ابتدا کاربر برتر بر اساس معیار انصاف انتخاب می‌شود؛ سپس رله و زیرکانال تحت شرایط مفروض به کاربر برتر اختصاص داده می‌شود. در پایان، بیت و توان براساس الگوریتم water-filling به زیرکانال‌های کاربر برتر تخصیص می‌یابد. علاوه بر این، برای تضمین انصاف میان کاربران، معیارهای مختلفی با هدف تحقق معاوضه موثر میان طول عمر کاربران و احتمال خاموشی آنها پیشنهاد شده است. مطالعات عددی به منظور ارزیابی کارایی الگوریتم پیشنهادی در دو سناریوی عملی انجام گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهد که الگوریتم تخصیص منابع پیشنهادی، به یک معاوضه موثر میان کارآیی شبکه و انصاف میان کاربران دست می یابد.