[發明專利]一種正交頻分多址接入系統的時頻資源分配方法

無效

• 申請號: 200810037454.0
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN101312429A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 王挺;胡波;馮輝
• 申請（專利權）人: 復旦大學;上海無線通信研究中心
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L27/26;H04Q7/38;H04J3/16
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種正交頻分多址接入系統的時頻資源分配的方法。

背景技術

正交頻分多址接入(orthogonal?frequency-division?multiple?access，OFDMA)傳輸技術作為IEEE?802.16標準^[1][2]的一個重要組成部分正在獲得越來越多的關注。作為源于正交頻分復用(orthogonal?frequency?division?multiplexing，OFDM)的多址接入技術，OFDMA繼承了OFDM的優點：對于符號間干擾以及多徑干擾有較強魯棒性。OFDMA提供了更細的資源劃分顆粒度和更為靈活的時頻資源分配方式。自適應編碼及調制技術(adaptivemodulation?and?coding，AMC)根據信道通信質量調整物理層的發送模式，可以充分利用用戶分集提高系統的整體吞吐量。

IEEE?802.16?OFDMA下行子幀結構如圖1所示，OFDMA下行子幀由時域的OFDM符號以及頻域的子信道構成二維矩形資源塊。OFDMA下行信道支持AMC，在相同發送功率及誤碼率的情況下，信噪比越高則單位資源能傳輸的數據量越大。每個用戶在頻域的子信道上有不同的信噪比，因此資源分配的時候如果對各個用戶的信道情況加以考慮可以有效提高系統總的吞吐量。

時頻資源塊用二維平面中的矩形進行描述。矩形塊縱軸的單位是子信道，縱軸上的每格表示1個子信道；矩形塊橫軸的單位是雙OFDM符號，橫軸上的每格表示兩個連續的OFDM符號。資源分配最小顆粒度是一個槽(slor)，單個槽由兩個OFDM符號以及一個子信道構成，如圖2中的小方格所示。在后面的方法描述中，所有的資源分配以slot為最小單位。時頻資源塊上分配給某個用戶進行傳輸的連續區域稱為突發傳輸(burst)。IEEE?802.16標準規定分配給用戶的burst必須是矩形，因此burst占用了時頻資源塊中的一個矩形子塊。每個用戶提出一定數量的slot請求后由本方法將信道時頻資源分配以burst的形式分配給各個用戶，并且指定各個用戶傳輸占用的子信道及OFDM符號的始末位置。

信道資源分配問題屬于NP完全問題，傳統的方法^[3]由于計算復雜度過高，不適合用于實時的計算，本發明提出了一種計算復雜度為O(n²)的探索式方法對資源分配問題進行近似求解。

發明內容

本發明的目的在于提出一種計算復雜度低的正交頻分多址接入系統時頻資源分配方法。

本發明提出的時頻資源分配方法，是采用信道質量優化的資源分配(channel?awareresource?allocator，CARA)方法對時頻資源分配問題進行求解，針對矩形約束條件下的時頻資源分配問題。下面對CARA方法的執行過程進行描述。CARA方法的輸入參數為：一個用戶請求以及該用戶在各個頻域子信道的信噪比情況；輸出結果為：資源分配的結果。CARA方法的求解過程分為兩個部分：

第一部分解決用戶請求“精確分配”問題。所謂“精確分配”是指分配資源子塊的數據容量與用戶請求的數據量相等。第一部分的方法首先列舉出所有的“可行分配方案”(其詳細定義見下文)。如果不存在“可行分配方案”，那么無法為用戶請求“精確分配”資源，只能通過第二部分“模糊分配”為用戶請求分配資源子塊。如果存在至少一個“可行分配方案”，那么采用可行方案評價函數對這些“可行分配方案”逐個計算優先級，然后根據優先級最高的“可行分配方案”進行資源分配，之后輸出資源分配結果，方法運行結束。

第二部分解決用戶請求“模糊分配”問題。所謂“模糊分配”是指分配資源子塊的數據容量與用戶請求的數據量不相等。第二部分主要解決用戶請求無法得到“精確分配”的情況。第二部分的方法首先列舉出所有的“備選分配方案”(其詳細定義見下文)，然后采用備選方案評價函數對這些“備選分配方案”逐個計算優先級，然后根據優先級最高的“備選分配方案“進行資源分配，之后輸出資源分配結果，方法運行結束。

下面對描述CARA方法過程中用到的術語和符號進行說明：

slot：時頻資源分配的最小單位，由時域連續兩個OFDM符號以及頻域一個子信道構成，如圖2中所示。

burst：突發傳輸，時頻資源塊上分配給某個用戶進行傳輸的連續區域，如圖1中所示。

L：初始時頻資源塊的時域長度(L＝資源塊時域OFDM符號數/2)。

W：初始時頻資源塊的頻域長度(W＝子信道的數目)。