MIMO-OFDM系统：跨层资源分配与QoE优化算法

"这篇期刊文章‘多用户MIMO-OFDM系统基于QoE效用函数的跨层资源分配’由王大鸣、陈松、崔维嘉和王强撰写，发表于2014年9月的《通信学报》上。研究主要关注多用户MIMO-OFDM系统的下行链路资源分配问题，针对实时（RT）和非实时（NRT）业务的特性设计了相应的QoE效用函数，并提出了一种新的跨层资源分配算法。该算法利用效用函数计算资源分配对用户QoE的贡献，并据此分配时频资源块，同时通过‘拟注水’方法优化功率分配。模拟结果显示，此算法在提升用户平均QoE、减少实时业务平均分组时延、降低非实时业务平均分组丢失率以及增加系统和吞吐量等方面表现优越。" 多用户MIMO-OFDM（多输入多输出正交频分复用）系统是一种现代无线通信技术，它通过利用多个天线在多个用户之间高效地分配带宽和功率，以提高数据传输速率和系统容量。资源分配在这样的系统中至关重要，因为它直接影响服务质量（QoS）和用户体验质量（QoE）。QoE是衡量用户对通信服务满意度的综合指标，包括延迟、丢包率、图像质量等。 本文提出的QoE效用函数是根据实时和非实时业务的不同需求来设计的。实时业务（如语音通话或视频流）对延迟敏感，而非实时业务（如电子邮件或文件下载）则更关注数据完整性。通过设计不同的效用函数，可以更精确地量化这两种类型业务在获得资源后对QoE的提升程度。 跨层资源分配策略考虑了网络的多个层次，包括物理层、数据链路层等，以实现整体性能优化。文中提到的算法首先根据QoE效用函数计算每个用户分配资源后的QoE增量，然后根据这些增量确定用户的优先级。接着，依据用户优先级分配时频资源块，确保关键业务得到优先满足。最后，通过“拟注水”方法对功率进行优化分配，这是借鉴自水利学的一种理论，旨在平衡各个用户间的功率分配，最大化系统整体效率。 仿真结果证明，该算法相比于传统方法在多个性能指标上有显著提升，包括用户平均QoE、实时业务的平均分组时延、非实时业务的平均分组丢失率以及系统吞吐量。这些改进对于提高多用户MIMO-OFDM系统的整体性能和用户体验具有重要意义。