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Energy-Efficient Subcarrier Assignment and Power Allocation in OFDMA Systems With Max-Min Fairness Guarantees

机译：具有最大-最小公平性保证的OFDMA系统中的节能子载波分配和功率分配

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摘要

In next-generation wireless networks, energy efficiency optimization needs to take individual link fairness into account. In this paper, we investigate a max-min energy efficiency-optimal problem (MEP) to ensure fairness among links in terms of energy efficiency in OFDMA systems. In particular, we maximize the energy efficiency of the worst-case link subject to the rate requirements, transmit power, and subcarrier assignment constraints. Due to the nonsmooth and mixed combinatorial features of the formulation, we focus on low-complexity suboptimal algorithms design. Using a generalized fractional programming theory and the Lagrangian dual decomposition, we first propose an iterative algorithm to solve the problem. We then devise algorithms to separate the subcarrier assignment and power allocation to further reduce the computational cost. Our simulation results verify the convergence performance and the fairness achieved among links, and particularly reveal a new tradeoff between the network energy efficiency and fairness by comparing the MEP with the existing algorithms.
机译：在下一代无线网络中，能效优化需要考虑各个链路的公平性。在本文中，我们研究了最大-最小能量效率-最优问题（MEP），以确保OFDMA系统中的能量效率方面的链路之间具有公平性。尤其是，我们会根据速率要求，发射功率和子载波分配约束，使最坏情况的链路的能量效率最大化。由于配方的不平滑和混合组合特征，我们将重点放在低复杂度次优算法设计上。使用广义分数规划理论和拉格朗日对偶分解，我们首先提出一种迭代算法来解决该问题。然后，我们设计算法以分离子载波分配和功率分配，以进一步降低计算成本。我们的仿真结果验证了链路之间的收敛性能和公平性，特别是通过将MEP与现有算法进行比较，揭示了网络能效和公平性之间的新折衷。

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