[發明專利]OFDMA系統中結合自適應調制編碼的功率分配方法

有效

• 申請號: 200610029109.3
• 申請日: 2006-07-19
• 公開（公告）號: CN101110808A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 陳斌;胡宏林;王斌;張小東;卜智勇;王海峰
• 申請（專利權）人: 上海無線通信研究中心
• 主分類號: H04L27/32
• 分類號: H04L27/32;H04L27/26;H04B7/005
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明屬于無線通信系統中的功率分配(power?allocation)技術領域。特別涉及一種OFDMA系統中結合自適應調制編碼的功率分配方法。

背景技術

OFDMA(Orthogonal?Frequency?Division?Multiple?Access)由于具有能有效克服多徑衰落和能充分利用多用戶分集等許多優點，已被定為下一代移動通信系統的下行無線接入技術標準。在OFDMA系統中，用戶接收到從基站發出的信號通常因路損、陰影及小尺度衰落而產生波動。為了提高系統性能，通常采用鏈路自適應技術來補償這些波動，其中最常用的兩個鏈路自適應技術就是自適應調制編碼和功率分配。傳統的自適應調制編碼(adaptivemodulation/coding(AMC))技術是保持發送功率不變，而通過改變調制和編碼方式來補償信道變化。功率分配的目的則是在總功率一定的情況下，根據不同用戶的信道狀況，通過在不同用戶間分配不同的功率來達到系統吞吐量最大。

自適應調制編碼技術已在高速下行分組接入(HSDPA)系統中證明了是一個簡單高效的技術，并已明確將被下一代移動通信系統采用。但是，由于自適應調制編碼有一個動態范圍，當達到最高調制編碼方式后，繼續增加功率將不能帶來增益。而對一些信道質量較好的用戶來說，等功率分配通常會給其分配超過支持最高調制編碼方式所需的功率，從而造成功率浪費。因此，在應用自適應調制編碼技術的基礎上，引入合適的功率分配技術將能避免功率浪費，提高系統性能。

在眾多的功率分配方法中，等功率分配是最簡單的一種方法。雖然其復雜度最低，實現起來最為容易，但很顯然系統性能不會是最優的。另一種最為經典的功率分配方法是注水算法。其基本思想是好的信道分配多的功率，差的信道分配少的功率。在理論上，這種方法能達到最大吞吐量，但應用了自適應調制編碼技術后，情況就不同了，上面說的那種功率浪費情況仍然存在。

在功率分配方法中，還有一種結合自適應調制編碼技術的疊代功率分配方法及其改進方法。該疊代功率分配方法首先用等功率求各用戶的信噪比，如果低于最低調制編碼方式所對應的信噪比，則不分配功率。剩下的用戶首先分配最低調制編碼方式所必需的功率，然后計算這些用戶(首輪未分配功率的用戶不參加后面的功率分配)提升一級調制編碼方式所需的功率，功率最小的用戶給予所需的提升功率，重復該步驟，直至功率分完。對于信道較差的用戶，沒有得到功率的機會，使得該方法帶來低覆蓋和公平性極差的問題。對其的改進方法為：首先設所有用戶上分配的功率為0，然后計算各個用戶提升到最低調制編碼方式所需的功率，所需功率最小的用戶給予所需的功率。然后再計算該用戶提升一級調制編碼方式所需的功率，在所有用戶中找所需功率最小的用戶，給予其需要的功率。該方法與主要的不同就是所有用戶都有參與功率競爭的機會，這樣提高了公平性。但無論是疊代功率分配方法還是其改進方法，由于用戶必須從最低調制編碼方式一級一級地提升，從而帶來兩個缺點：疊代次數過多及系統性能受損(高階調制編碼方式帶來的吞吐量增益更大)。

發明內容

本發明提供一種OFDMA系統中結合自適應調制編碼的功率分配方法，以減少功率浪費，提高系統吞吐量。

為達上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種OFDMA系統中結合自適應調制編碼的功率分配方法，其特征在于包括以下步驟：

1)對用戶運用注水算法進行初次功率分配；

2)對超過支持最高調制編碼方式所需功率的用戶，將其功率降到支持最高調制編碼方式所需的功率，多出來的功率分配給其它未達到最高調制編碼方式的用戶。

進一步地，所述步驟2)具體包括以下步驟：

(1)計算每個子信道上用戶的信噪比，按從大到小的順序進行排序，檢查各用戶的信噪比，對超過自適應調制編碼對應的信噪比上限的用戶，將其功率降到支持最高調制編碼方式所需的功率；

(2)在未達到最高調制編碼方式的用戶中找出信噪比最好的用戶，計算其提升一級調制編碼方式所需的功率，如所需功率小于剩余功率，則分配所需功率；

(3)如果所需功率大于剩余功率，則跳過該用戶，計算下一個信噪比最好的用戶提升一級調制編碼方式所需的功率；

(4)重復步驟(2)和(3)，直到剩余功率分完或所有用戶都達到最高編碼調制方式。

本發明提供的功率分配方法，不但可有效避免功率浪費，而且能在較少疊代次數的情況下，取得較高的系統吞吐量。

附圖說明