[發(fā)明專利]基于碼率分裂的無線多接入信道中用戶速率分配方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201019146039.3
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101827452A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛小矛;仇佩亮
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

1.基于碼率分裂的無線多接入信道中用戶速率分配方法，該方法包括以下步 驟：

(1)計算實現(xiàn)預(yù)設(shè)速率分配的碼率分裂多接入系統(tǒng)參數(shù)：

a)計算用戶的干噪和數(shù)組(Δ₁，…，Δ_|I|)，其中，I＝{1，2，…，|I|}為用戶標(biāo)號集合， |I|為用戶數(shù)，∀i∈I,]]>Δi=Pi(22Ri-1)]]>為用戶i的干噪和，P_i為用戶i的發(fā)送功率，R_i為用戶i預(yù)實現(xiàn)的速率，按照用戶干噪和從小到大的順序?qū)τ脩襞判虿⒅匦戮? 號，使得

Δ₁≤…≤Δ_|I|；

b)尋找用戶i和用戶j，i，j∈I，滿足Δ_j≤Δ_i＜Δ_j+P_j，把用戶i和用戶j合并 為一個超用戶S，超用戶S的功率為P_s＝P_i+P_j，碼率為R_s＝R_i+R_j，其干噪和為

Δs=Pi+Pj(22(Ri+Rj)-1);]]>

c)在用戶集I中由超用戶替代用戶i和用戶j，用戶數(shù)減少1，用戶集為 I＝{1，2，…，|I|}；

d)重復(fù)a)、b)、c)三個步驟直至得到一系列不重疊的用戶或超用戶，對于 i，j∈I，滿足Δ_j+P_j≤Δ_i，記錄上述合并過程，得到一系列合并二叉樹；

e)從合并二叉樹的根節(jié)點出發(fā)，每次分裂對應(yīng)于父節(jié)點分裂為兩個子節(jié) 點，直至合并二叉樹的葉子節(jié)點，這個順序即為所求的分裂順序，父節(jié)點包括 兩類：一類包含兩個不重疊的功率塊，另一類包含一個完整的功率塊；

f)計算用戶的分裂系數(shù)(ε₁，ε₂，…，ε_|I|)：

對于包含兩個不重疊功率塊的父節(jié)點，滿足

Ps=Ps1+Ps2]]>

Rs=Rs1+Rs2=12log(1+Ps1Δs1)+12log(1+Ps2Δs2)]]>

Ps2+Δs2<Δs1]]>

式中，P_s¹和P_s²分別為兩功率塊的功率值，Δ_s¹和Δ_s²為兩功率塊對應(yīng)的干噪 和，R_s¹和R_s²為兩功率塊的速率值，父節(jié)點分裂為兩個子節(jié)點，分別對應(yīng)用戶i 和用戶j，用戶j的分裂系數(shù)可根據(jù)式(3)-(20)計算：

①Pj≤Ps1,]]>Pj≤Ps2:]]>

ϵj=(Ps1+Δs1)(Δs1·22Rj-Pj-Δs2)Pj(Δs2·22Rj-Ps1-Δs1)---(3)]]>

Δj,1=Ps1+Δs1-ϵjPj---(4)]]>

Δj,2=Δs2---(5)]]>

②Pj≥Ps1,]]>Pj≥Ps2:]]>

ϵj=1-(Ps2+Δs2)(Δs1·22Rj-Pj-Δs1)Pj(Δs1·22Rj-Ps2-Δs2)---(6)]]>

Δj,1=Δs1---(7)]]>

Δj,2=Ps2+Δs2-(1-ϵj)Pj---(8)]]>

③Pj≤Ps1,]]>Pj≥Ps2:]]>

當(dāng)Pj≥g(Ps2,Δs2)+g(Pj-Ps2,Ps1+Δs1-(Pj-Ps2)),]]>則

ϵj=(1-Ps2/Pj)---(9)]]>

Δj,1=f(Rj-g((1-ϵj)Pj,Δs2),ϵjPj)]]>

Δj,2=Δs2---(11)]]>

當(dāng)Pj≤g(Ps2,Δs2)+g(Pj-Ps2,Ps1+Δs1-(Pj-Ps2)),]]>則

ϵj=(Ps1+Δs1)(Δs1·22Rj-Pj-Δs2)Pj(Δs2·22Rj-Ps1-Δs1)---(12)]]>

Δj,1=Ps1+Δs1-ϵjPj---(13)]]>

Δj,2=Δs2---(14)]]>

④Pj≥Ps1,]]>Pj≤Ps2:]]>

當(dāng)Pj≥g(Ps1,Δs1)+g(Pj-Ps1,Δs2),]]>則

ϵj=(Ps1+Δs1)(Δs1·22Rj-Pj-Δs2)Pj(Δs2·22Rj-Ps1-Δs1)---(15)]]>

Δj,1=Ps1+Δs1-ϵjPj---(16)]]>

Δj,2=Δs2---(17)]]>

當(dāng)Pj≤g(Ps1,Δs1)+g(Pj-Ps1,Δs2),]]>則

ϵj=Ps1/Pj---(18)]]>

Δj,1=Δs1---(19)]]>

Δj,2=f(Rj-g(ϵjPj,Δs1),(1-ϵj)Pj)---(20)]]>

式中，ε_j為用戶j的分裂系數(shù)，Δ_j，1和Δ_j，2為用戶j分裂成兩功率塊分別對應(yīng) 的干噪和，根據(jù)兩子節(jié)點的和功率等于父節(jié)點的功率，兩子節(jié)點的和速率等于 父節(jié)點的速率，用戶i的分裂系數(shù)可相應(yīng)求得；

對于包含一個完整功率塊的父節(jié)點，滿足

Ps=Ps1+Ps2]]>

Rs=Rs1+Rs2=12log(1+Ps1Δs1)+12log(1+Ps2Δs2)]]>

Ps2+Δs2=Δs1]]>

其中，P_s¹和P_s²分別為兩功率塊的功率值，Δ_s¹和Δ_s²為與兩功率塊對應(yīng)的干噪 和，R_s¹和R_s²為兩功率塊的速率值，用戶j的分裂系數(shù)可根據(jù)式(21)-(23)計 算：

ϵj=Ps+Δs-(Pi+Δi)Pj---(21)]]>

Δ_j，1＝P_i+Δ_i????(22)

Δ_j，2＝Δ_s???????(23)

式中，ε_j為用戶j的分裂系數(shù)，Δ_j，1和Δ_j，2為用戶j分裂成兩功率塊分別對應(yīng) 的干噪和，用戶i不分裂，其分裂系數(shù)ε_i＝1，干噪和不變；

g)計算虛擬用戶的逐次譯碼次序：

按照e)中所得的分裂順序，依情況交替使用f)中兩類父節(jié)點的計算公式對 用戶或超用戶進行分裂，計算用戶的分裂系數(shù)以及分裂用戶兩功率塊對應(yīng)的干 噪和，直至求出合并二叉樹的葉子節(jié)點所代表的用戶的分裂參數(shù)，用戶分裂后 的兩個功率塊分別對應(yīng)用戶的兩虛擬用戶，對虛擬用戶按照干噪和從大到小排 序得到逐次譯碼次序；

(2)配置通信系統(tǒng)參數(shù)：

發(fā)送用戶端：對于用戶i，i∈I，根據(jù)其分裂系數(shù)ε_i，將功率分為兩部分ε_iP_i和 (1-ε_i)P_i，分別按照速率g(ε_iP_i，Δ_i，1)和g((1-ε_iP_i)，Δ_i，2)進行編碼傳送； 接收端：按照g)中所得的逐次譯碼次序?qū)μ摂M用戶進行譯碼。