频谱分配经典算法，基于比例公平

资 源 简 介

频谱分配经典算法，基于比例公平

详 情 说 明

频谱分配中的比例公平算法是无线通信资源管理的经典策略，其核心目标是在用户间公平性和系统吞吐量之间寻求平衡。与简单追求最大吞吐量的算法不同，比例公平算法通过动态调整用户间的资源分配权重，确保各用户获得与其信道条件相匹配的公平服务机会。

一种经典的实现方法是结合注水算法（Water-Filling）。该算法将频谱资源类比为容器，用户的信道质量决定容器底部的高度——信道质量越好，"底部"越高。注水过程象征功率或带宽的分配：如同向容器注水，资源会优先填充信道条件较好的"低洼区域"，直至达到公平性约束下的最优填充水平。这种动态分配既能利用高质量信道的效率优势，又通过比例公平因子防止弱信道用户被完全忽略。

优化时需考虑两类约束：一是总功率或带宽的硬性限制，二是通过引入对数效用函数等数学工具量化公平性。实际系统中，算法通常以迭代方式实现：先计算瞬时信道状态下的初始分配，再根据用户历史平均速率动态调整权重，最终收敛到兼顾瞬时效率与长期公平的分配方案。该思路在4G/5G的调度器中仍有广泛应用，后续演进方向包括结合机器学习预测信道状态或用户需求。