電力線通信系統中的子載波組分配

摘 要:研究電力線通信系統在各種約束下的速率自適應子載波分配模型，提出一種基于層次分析法的動態子載波組分配算法。為了對比還提出以一種不含決策者偏好信息和比特功率比最大化的逐子載波分配算法。在典型電力線信道環境下還仿真以一個子載波為一組的子載波組分配算法，結果表明一子載波一組的子載波組分配算法性能最優，但其復雜度最大，而動態子載波組分配算法的性能與逐子載波分配對比算法的性能相當，且接近于一子載波一組的分配算法，復雜度大大減少。

關鍵詞: 電力線通信; 子載波組分配; 層次分析; 優先因子

中圖分類號:TP913 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)11-0065-06

Subcarrier-band Allocation for Power-line Communication System

FANG Yong-jun1， XU Zhi-qiang2

(1.Department of Assets Administrant， University of South China， Hengyang 421001， China;

2. Department of Electric and Electron Engineering， North China Electric Power University， Beijing 102206， China)

Abstract:A dynamic subcarrier-band allocation algorithm based on analytic hierarchy process is proposed by researching a rate adaptive subcarrier allocation model for power-line communication systems under the various restrictions. A subcarrier by subcarrier allocation algorithm without the determinist′s preferential information and with the maximal bit to power ratio is also proposed for the comparison. The proposed algorithms and the subcarrier-band algorithm with only one subcarrier are tested in typical power-line channel scenarios， and the simulation results show that the performances of subcarrier-band algorithm with only one subcarrier are best but for its maximum complication， the performances of proposed subcarrier-band dynamic allocation algorithm with lowest complication are similar to the subcarrier by subcarrier algorithm and adjacent to the sub-carrier-band algorithm with only one subcarrier.

Keywords: power-line communication; subcarrier allocation; analytic hierarchy; priority factor

0 引 言

正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術是實現電力線高速通信的最具競爭力的技術。但是電力線信道具有時變性和頻選性，噪聲和干擾功率都較高，傳輸多用戶信號且衰減嚴重[1]，如果使用傳統的OFDM技術，將難以保證系統的服務質量。自適應OFDM技術根據每個用戶子載波對的信噪比，動態地為每個用戶分配子載波和每個子載波上的比特數及發射功率，能夠有效降低惡劣信道特性對數據傳輸的影響，因此將多用戶自適應OFDM技術應用于電力線通信中，可以有效提高系統的頻帶利用率和服務質量[2]。

實現多用戶自適應OFDM技術的關鍵之一是子載波、比特和功率的分配。在子載波分配確定后，可由比特分配確定功率分配或由功率分配確定比特分配，但不能由比特分配和功率分配確定子載波分配。由此可見，多用戶自適應OFDM系統中分配的資源主要為子載波和功率，其資源分配的本質為子載波和功率的聯合分配[3]。目前，研究人員針對不同的優化目標和約束條件，提出了多種多用戶電力線通信OFDM系統的動態資源分配算法[4]，但它們的研究沒有考慮到在功率和速率限制下先根據用戶的優先級公平地保證各用戶的最小要求速率，然后在系統剩余資源中尋求系統總速率的最大化;它們資源分配的實現途徑大體上可分為先子載波分配后功率分配，或先功率分配后子載波分配，但其子載波分配都采用傳統的逐子載波分配方式。

本文僅研究多用戶電力線通信OFDM系統在其功率地窖注水分配[5]后的子載波分配問題。針對系統的限制條件，先建立多用戶在多子載波上的速率自適應子載波分配數學模型，提出一種基于用戶實時的優先級和用戶信道的相關帶寬，以子載波組為單位對每個用戶進行動態子載波分配算法，并在典型電力線信道環境下進行仿真。

1 多用戶下速率自適應子載波分配模型

考慮電力線通信自適應OFDM系統在每OFDM符號內的子載波數為N，服務于兩種業務。設RT業務用戶集為Ω1，用戶數為K1，每個用戶k要求的固定速率為Rk1和目標BER為Pe1;NRT業務用戶集為Ω2，用戶數為K2，每個用戶k要求的最小速率為Rk2和目標BER為Pe2。為了僅考慮子載波分配，假設已知系統在每個子載波n上分配的功率pn，且滿足電力線通信的電磁干擾限制，則為了降低系統實現的復雜度，假定每個用戶子載波對上分配的比特為一定范圍之內的非負整數，設其比特數上限為b。

子載波的分配既可以給單個用戶獨享，也可以為多個用戶共享，但多個用戶共享子載波會引起用戶間的干擾。本文限定每個子載波只分配給1個用戶使用，用戶間正交而無干擾。如果子載波n分配用戶k使用，則其上可分配的最大許可比特數rk，n為:

rk，n=min{b，log2(1+gk，npn/Γkσ2k，n)}(1)

式中:表示向下取整;gk，n和σ2k，n分別表示用戶k在子載波n上的信道單位功率載噪比(CNR)和噪聲功率，它可通過認知無線電技術[6]獲得;Γk表示用戶k的子載波采用無編碼的MQAM調制時信道理論極限速率與實際速率的差額，它與調制方式和誤碼率有關。如果用戶k在所有子載波上都采用無編碼MQAM調制，且誤碼率一致，則其信噪比差額Γk近似表示為:

Γk≈13Q-1Pe14〗2，k∈Ω1

13Q-1Pe24〗2，k∈Ω2(2)

式中:Q-1(x)為錯誤概率函數的逆函數:

Q(x)=12π∫∞xe-t22dt(3)

對于實際的電力線通信系統，要求它在上述條件的約束下，先在保證各用戶要求的速率下盡可能地降低系統的發射總功率，再在系統剩余功率下盡可能地增大系統分配給NRT用戶的比特數，從而多用戶自適應OFDM系統中子載波分配問題的數學模型為:

max∑k∈Ω2∑Nn=1ck，nr′k，n

s.t.∑Nn=1ck，nr′k，n≥Rk2，k∈Ω2

∑Nn=1ck，nr′k，n=Rk1，k∈Ω1

∑Kk=1ck，n=1，ck，n={0，1}

r′k，n∈Zrk，n0

式中:ck，n表示子載波n是否分配給用戶k，如果分配，則ck，n=1，反之ck，n=0。

2 層次分析法確定用戶優先級

在給子載波分配比特前，需要先確定子載波與用戶的歸屬關系。為了區別對待不同用戶的不同業務，需先確定用戶的優先級，而其優先級的計算涉及多方面因素[7]。層次分析法是一種評價分析方法，其應用十分廣泛[8]。在使用層次分析法確定用戶的優先級時，需先建立當前子載波上的系統模型。設X={x1，x2，…，xm}為可使用該子載波的m個備選方案(可用用戶)集合;S={s1，s2，…，sn}為選擇使用該子載波用戶的n個判決指標(選擇因素)集合，如各用戶的信道狀態、可得比特、需要功率、相差速率的歸一化值等。設多指標判決矩陣為A=(aij)m×n，其中aij表示備選方案xi對于判決指標sj的結果。對于不同種類的判決指標，為了便于分析計算，對其進行如下標準化處理。對于效益性指標，設bij=aijmax{aij1≤i≤m};對于成本性指標，設bij=min{aij1≤i≤m}aij，而標準化決策矩陣為B=(bij)m×n。使用層次分析法確定用戶優先級步驟為:

(1) 方案偏好信息的估計。設方案偏好程度的比較規則為先用戶生命殘存期小的強于大的，再RT用戶強于NRT用戶。故本文采用四級標度法以刻畫方案偏好信息的差異性，如表1所示。

表1 四級標度比較表

對象xi與xj比較取值

同樣重要cij=1，cji=1/cij

較重要cij=2，cji=1/cij

非常重要cij=3，cji=1/cij

絕對重要cij=4，cji=1/cij

表1中:cij表示比較對象xi與xj相比的偏好程度，從而可得方案偏好信息賦值矩陣為D=(cij)m×m;各方案xi的偏好優序數為Qi=∑mk=1cik。由此可得各方案xi的偏好信息為:

pi=Qi/∑mk=1Qk(5)

(2) 指標主觀偏好權值的確定。設各用戶需要比較的指標有4個，其重要程度由高到低依次為信道狀態、可得比特、需要功率、相差速率歸一化值，故而也采用表1所示的四級標度法獲得指標的偏好信息判斷可逆方陣C=(cij)n×n。計算其每行i中所有元素的幾何平均值為i=n∏nj=1aij，然后將其歸一化得到各指標的相對權重，即決策者對指標si的主觀偏好權值為:

wi=i/∑nk=1k(6)

(3) 指標客觀信息熵的計算。首先由標準化決策矩陣B計算矩陣P=(pij)m×n，其中pij=bij/∑mk=1bkj，再由信息論知識計算指標si的信息熵為:

Ej=-(ln m)-1∑mk=1pkjln pkj(7)

式中:當pij=0時，規定pijln pij=0。由于0≤pij≤1，可得0≤Ej≤1，故指標si的偏差度為dj=1-Ej，然后由偏差度計算各指標si的客觀權重為:

μj=dj/∑mk=1dk(8)

(4) 方案信息熵的計算。由決策者對指標的主觀偏好權值和客觀信息權重，得到指標si的綜合權重為:

μj′=wjμj/∑nk=1wkμk(9)

結合標準化矩陣B可得到方案xi的信息熵為:

qi=∑nj=1

μ′jbij(10)

(5) 最小二乘優化決策求解。假設所有指標的最終權重向量為V=(v1，v2，…，vn)T，由決策分析理論中的期望效益法可知，方案xi的決策值為:

fi=∑nj=1vjbij(11)

綜合考慮決策者對備選方案和指標的主客觀信息之后，應使所選擇的方案對所有指標而言，距離方案的偏好信息值與客觀信息熵值的偏差越小越好。為此，建立最小二乘法的優化決策模型為[9]:

min F(V)=∑mi=1[(∑nj=1vjbij-pi)2+

(∑nj=1vjbij-qi)2]

s.t. ∑nj=1vj=1，vj≥0(12)

根據極值理論，式(13)的Lagrange函數為:

L(V，λ)=F(V)+4λ(∑nj=1vj-1)(13)

令Lvj=∑mi=1[(∑nk=1vkbik-pi)bij+(∑nk=1vkbik-qi)bij]+4λ=0，得∑mi=1(∑nk=1vkbik-pi+qi2)bij+λ=0;再令Lλ=4(∑nj=1vj-1)=0。上n+1個變量的n+1個方程組，用矩陣形式表示為:

Bnnen1eT1n0Vλ=Cn11(14)

式中:en1=(1，1，…，1)T;Bnn=(brs)n×n;brs=∑mk=1bkrbks;Cn1=[∑mi=1pi+qi2bi1，∑mi=1pi+qi2bi2，…，∑mi=1pi+qi2bin]T。

求解矩陣方程得:

V=(v1，v2，…，vn)T=B-1nnCn1+1-eT1nB-1nnCn1eT1nB-1nnCn1en1〗(15)

按式(11)求得方案xi的決策值fi，并按下式選出使用該子載波的用戶為:

k=argmaxi=1，2，…，m{fi}(16)

3 子載波組自適應分配

電力線通信的HomePlug標準里規定的子載波數較多，如對子載波的分配一個個進行，其計算復雜度非常大。本文以傳統逐子載波分配算法為基礎，結合各用戶反饋的相關信道帶寬信息，利用相鄰子載波在相關帶寬內呈現強相關性的特點，將子載波分配由逐子載波方式變為以組為單位進行的連續動態分配方式，從而減小算法的運算量，其實現步驟如下:

(1) 計算各用戶l的所有多徑時延擴展值Δli，從中選出其最大值Δl，進而獲得其相關帶寬內的子載波數φl=floor(Bl/bw)。式中，Bl = 1/(2πΔl );bw= Bw /N;Bw是系統帶寬;N是系統的子載波數[10]。

(2) 令當前的子載波n=1，未滿足速率要求的用戶集U={1，2，…，K}，各用戶k已分配速率為Rka=0和系統剩余子載波數Nres=N。計算在當前子載波n上所有用戶k∈U的優先級和選出使用該子載波的用戶l。根據相關的子載波數φl和剩余子載波數Nres，確定一組的子載波數t=min{φl，Nres}。如果Rla+∑n+ti=nrl，i不大于用戶l要求分配的速率Rlr，則將從子載波n起連續t個子載波作為一組一次分配給用戶l，同時將當前子載波位置n更新為n+t，剩余子載波數Nres更新為Nres-t，用戶l已分配速率Rla更新為Rla+∑n+ti=nrl，i;否則計算在當前子載波n上一次分配給用戶l的子載波數t′∈{1，2，…， t}，使得Rla+∑n+t′i=nrl，i≥Rlr≥Rla+∑n+t′-1i=nrl，i，把從子載波n起連續的t′個子載波作為一組一次分配給用戶l，同時將當前子載波的位置n更新為n+ t′和更新Nres=Nres-t′，用戶l如為RT用戶，更新其已分配速率為Rla=Rlr，其中用戶l在前t′-1個子載波上分配其允許的最大比特，而在最后1個子載波上分配其不足的比特數;如用戶l為NRT用戶，更新Rla=Rla+∑n+t′i=nrl，i。其中，用戶l在所有t′個子載波上分配其允許的最大比特。如用戶l的速率滿足Rla≥Rlr，更新用戶集U=U\\\\{l}。重復以上步驟直到戶集U為空或剩余子載波數Nres=0。

(3) 當U=φ但Nres>0時，設用戶集U={NRT用戶}。計算在當前子載波n上所有用戶k∈U的優先級和選出許可使用該子載波的用戶l。根據相關子載波數φl和剩余子載波數Nres確定子載波數t=min{φl，Nres}，再從子載波n起，連續t個子載波作為一組一次分配給用戶l，同時將子載波分配的起始位置n更新為n+t，剩余子載波數更新為Nres=Nres-t;用戶l已分配速率更新為Rla=Rla+∑n+ti=nrl，i。重復上步驟直到剩余子載波數Nres=0。

(4) 統計未滿足最小速率分配的所有用戶集U和所有已分配但未用的子載波集S，如果U和S都非空，則逐個把未用子載波n∈S按下式再分配給用戶l∈U和更新S=S\\\\{n}。

l=argmaxk∈U rk，n，n∈S(17)

如果用戶l為RT用戶，且Rla+rl，n≥Rlr>Rla，則在用戶子載波對(l，n)上分配Rlr-Rla比特和更新Rla=Rlr，否則分配rl，n比特和更新Rla=Rla+rl，n;如果用戶l為NRT用戶，則在用戶子載波對(l，n)上分配rl，n比特和更新Rla=Rla+rl，n。如果Rla≥Rlr，更新用戶集U=U\\\\{l}。重復上步驟直到U或S為空。

(5) 如果未用子載波集S非空，而用戶集U已空，則設集U={NRT用戶}，逐個地把未用子載波n∈S按式(17)分給NRT用戶l∈U，且在用戶子載波對(l，n)上分配rl，n比特，更新Rla=Rla+rl，n和S=S\\\\{n}。重復以上步驟直到S為空。

(6) 統計各用戶已分配的速率，確定最小要求速率不足、最小要求速率剛好和最小要求速率超過的用戶數;統計各子載波上已分配的比特和功率，系統剩余的總功率和未用的子載波數等性能指標。

4 對比算法

本文的子載波組分配方式雖然加快了子載波的分配速度，但其分得的用戶子載波對不一定最優，甚至不匹配。為了對比，其子載波分配仍采用類似組的方式，只是此時的每組僅有一個子載波，即采用次序分析法確定用戶優先級的逐子載波分配方式，此為對比算法1。由于本文算法和對比算法1分配子載波的本質不變，其在子載波分配中蘊含了決策者對用戶和指標的偏好等信息，故而再設計一種不含決策者偏好信息和以比特功率比值最大化為目標的逐子載波分配方式，此為對比算法2，其具體實現步驟如下:

(1) 設每個用戶k已分配速率Rka=0，要求速率未滿足的用戶集U={1，2，…，K}和所有未使用的子載波集S={1，2，…，N}。把每個子載波n∈S分配給其gk，n最大的用戶k，并初始標記子載波分配變量ck，n=1，ci，n =0，i≠n。按式(1)計算用戶子載波對(k，n)上可分配的最大比特rk，n及其相應的功率pk，n，計算rk，n/pk，n。

(2) 從所有未用子載波上的比值rk，n/pk，n中選出最大的用戶子載波對(k∈U，n∈S)，把子載波n分給用戶k，更新S=S\\\\{n}，如果用戶k為RT用戶，且(Rka+rk，n)≥Rkr>Rka，則在用戶子載波對(k，n)上分配Rkr-Rka比特和更新Rka=Rkr，否則分配rk，n比特和更新Rka=Rka+rk，n;如果用戶k為NRT用戶，則在用戶子載波對(k，n)上分配rk，n比特和更新Rka=Rka+rk，n。如果Rka≥Rkr，更新用戶集U=U\\\\{k}，再找出用戶k的子載波集Φk={n|ck，n=1且rn=0， n∈S}，對每一子載波n∈Φk重新找其最大的gl，n所對應的用戶l∈U，并更改該子載波的分配變量cl，n=1， ci，n=0，i≠l，重新計算該用戶子載波對(l，n)上的比值rk，n/pk，n。重復以上步驟直到U或S為空。

(3) 如果U為空而S非空，則設用戶集U由所有的NRT用戶組成，再逐個把未用子載波n∈S分配給其gk，n最大的NRT用戶l∈U，且在用戶子載波對(l，n)上分配rl，n比特和更新Rla=Rla+rl，n，更新S=S\\\\{n}。重復以上步驟直到S為空。最后同樣地統計系統的各項性能指標。

5 仿真與分析

在實際電力線信道環境下[5]，對上子載波分配算法進行了仿真。設PLC系統的FFT點數為3 072，采樣頻帶為0~30 MHz，每OFDM符號內工作的子載波數N=256。假設所有用戶的噪聲功率譜相同，其在每個子載波上的功率值由測量所得，每個用戶的發射信號功率譜按HomePlug 1.0標準設計。設每個子載波上最大比特數為8，用戶集{1，2，3，4}的前兩個為RT用戶，其目標BER=10-4;后兩個為NRT用戶，其目標BER=10-6。為了簡便，對每個子載波上的已知功率采用文獻[5]的地窖注水算法分配得到;為了便于分析，設用戶1的最小要求速率(單位:b/符號)為基本速率R，而所有用戶的最小要求速率為{R，1.2R，0.8R，0.6R}。設系統總功率為Pt(單位:mW)和基本速率R在仿真中可變，用戶1~4的生命殘存期分別為{2，1，1，3}單位時間，則按表1確定的方案偏好信息賦值矩陣D為:

D=11/31/22312421/2131/21/41/31(18)

設每個用戶l在其相關帶寬內的子載波數φl分別為{6，5，3，4};在當前子載波n上一次實際分配給用戶l的子載波數為t，則用戶l的信道狀態指標為∑n+ti=ngl，i/t;可得比特指標為∑n+ti=nrl，i/t;需要的功率指標為∑n+ti=npi/t和相差速率的歸一化指標為1-Rla/Rlr，則按表1確定指標偏好信息判斷方陣C為:

C=12341/21231/31/2121/41/31/21(19)

圖1的上部分是在電力線信道環境下產生的4個用戶的單位功率載噪比曲線，它們變化相似，范圍相同，其中用戶1的載噪比整體上最好，用戶2和用戶3的相差不大，而用戶4的載噪比整體上最差。圖1的下部分為系統的噪聲功率、功率上限曲線以及系統在總功率分別為5 mW，10 mW，15 mW，20 mW和25 mW下的注水分配功率曲線。由其可知，各子載波上的注水分配線都在功率上限之下和在噪聲功率之上;當某子載波上的噪聲功率大于注水分配線時，其上不分配功率;隨著總功率的增加，其注水分配線上升，且其上升值與總功率的增加值近似成比例，這些都與地窖注水分配功率的原理相符合。

圖2是在系統總功率為25 mW和基本速率為30 b/符號下，三種算法在子載波上實際分配的比特和使用的功率情況。由圖看出，子載波組分配的算法與對比算法1的性能非常接近，但與對比算法2的性能相差較大。其中，每一子載波上分配的比特數和功率均滿足其約束要求;有些子載波未分配比特，這是因為其信道狀態對任一用戶而言都惡劣，或其信道狀態對一些用戶而言適中，但系統的資源有限，故這類子載波被關閉不使用;有些子載波分配多比特，這是因為其信道狀態對某用戶而言良好，但并非良好的子載波就一定要分配多的比特，這還與使用該子載波的用戶等有關;被關閉的子載波一定不分配功率，分配功率的子載波其功率不一定與分配的比特成正比，這也與子載波的信道狀態有關，但功率分配的總原則是子載波狀態好的多分配，狀態差的少分，甚至不分配。

圖1 各用戶的單位功率載噪比曲線和各種總功率的注水線

圖2 三種算法在部分子載波上的比特和功率分配

表2是在系統總功率為25 mW和基本速率分別為20 b/符號、25 b/符號、30 b/符號、35 b/符號、40 b/符號、45 b/符號下三種算法的資源分配結果比較。由表2可看出，當基本速率小于30 b/符號時，三種算法分配的速率均滿足其所有用戶的最小要求，對比算法1分配的總速率和已使用的資源最大，而本文算法分配的總速率和已使用的資源大于對比算法2的;當基本速率為30 b/符號時，對比算法分配的速率，均滿足其所有用戶的最小要求，且對比算法1的總速率和已使用的資源大于對比算法2的，而本文算法出現一個用戶速率未滿足;當基本速率為35 b/符號時，三種算法分配的速率中均有一個用戶的最小要求速率未滿足，但對比算法1的總速率和已使用的資源最大，而本文算法對比算法2的，當基本速率為40 b/符號時，對比算法1僅一個用戶速率未滿足，而其他算法均有兩個用戶的速率未滿足，且本文算法分配的總速率小于對比算法2的，但其已使用的資源又大于對比算法2的;當基本速率為45 b/符號時，三種算法分配的速率中均有兩個用戶的最小要求速率未滿足，但對比算法2的已分配總速率最大和已使用的資源最小，而本文算法劣于對比算法1的，但相差不大。所有這些說明，當基本速率小時，對比算法1的性能最優，能更好滿足資源分配的目標要求，而本文算法的性能優于對比算法2的;當基本速率大而出現不滿足要求速率的用戶時，對比算法1的性能慢慢弱化，而本文算法的性能與對比算法1的相差不大，但劣于對比算法2的。隨

著基本速率的增大，三種算法中RT用戶使用的資源都在增大，而NRT用戶使用的資源時大時小，但總體上在下降，故而系統剩余的資源也時大時小，但總體上在緩慢下降，且系統剩余的資源遠大于已使用的資源，對比算法2的剩余資源最大，而本文算法的剩余資源多于對比算法1的，但相差不大。所有這些說明功率資源在注水分配后，僅進行子載波資源的分配是不能充分利用系統資源的，特別是對比算法2的資源浪費情況。

表2 三種算法在不同基本速率下資源分配結果比較(本文/對比1/對比2)

用戶1用戶2用戶3用戶4剩余用戶數

分速率

/(b/符號)使用功率 /mW子載波數分速率/(b/符號)使用功率 /mW子載波數分速率/(b/符號)使用功率 /mW子載波數分速率/(b/符號)使用功率 /mW子載波數功率/mW子載波數小于最小等于最小大于最小

200.525 94/0.525 94/0.319 8211/11/7240.908 11/0.905 56/0.539 3415/13/1145/49/402.534 6/2.650 4/2.259 241/44/3614/13/170.565 16/0.541 96/0.681 3611/10/1320.466/20.376/21.2178/178/189022

250.612 63/0.612 63/0.423 5313/13/9301.129 7/1.084 7/0.703 3317/16/1340/43/382.345 7/2.304 5/2.127 437/38/3415/15/

170.547 99/0.585 73/0.681 3611/11/1320.464/20.412/21.064178/178/18703/

3/21/1/2

300.721 93/0.721 93/0.528 5514/14/11361.304 5/1.229 6/0.854 2220/18/1624/38/321.315/2.085 1/1.707 920/33/

2815/18/180.707 74/0.797 34/0.810 812/14/1420.951/20.166/21.099190/177/1871/0/030/1/1

350.836 62/0.836 62/0.640 8216/16/13421.403/1.4386/1.012721/21/1928/28/281.462 2/1.446 2/1.454 623/23/2419/19/170.845 73/0.887 83/0.717 9615/15/1320.452/20.391/21.174181/181/187130

400.964 27/0.964 27/0.744 0917/17/15481.597 4/1.541 7/1.187 325/24/2128/32/301.545 1/1.645 8/1.684 525/27/2616/14/160.607 08/0.510 09/0.620 712/10/1220.286/20.338/20.763177/178/1822/1/22/3/20

451.085 1/1.085 1/0.868 119/19/16541.808 1/1.728 4/1.349 228/26/2329/29/281.450 6/1.432 4/1.58724/24/2411/14/160.405 65/0.510 09/0.620 78/10/1220.251/20.244/20.575177/177/181220

6 結 語

僅研究多用戶電力線通信自適應OFDM系統在其功率地窖注水分配后的子載波分配問題。由于已有的子載波分配大都采用傳統的逐子載波方式，其計算復雜度大。本文針對系統的限制條件，先建立多用戶在多子載波上的速率自適應子載波分配數學模型，提出一種基于用戶的實時優先級和信道相關帶寬，以子載波組為單位對每個用戶進行動態子載波分配的自適應算法。

為了對比，還提出以一種不含決策者偏好信息和比特功率比最大化的逐子載波分配算法。在典型電力線信道環境下還仿真了以一個子載波為一組的子載波組分配算法，仿真結果表明一子載波一組的子載波組分配算法性能最優，但其復雜度最大，而本文動態子載波組分配算法的性能與逐子載波分配對比算法的性能相當，且接近于一子載波一組分配算法，但本文算法的復雜度大大減少，能適合系統資源充足或缺乏情況和能滿足多用戶資源分配的目標要求。其中，仿真結果也說明在功率注水分配后，僅進行子載波資源的分配不能充分利用系統的資源。

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