[發明專利]一種低復雜度的基于子載波分配的混合功率分配方法

無效

• 申請號: 201110075704.1
• 申請日: 2011-03-28
• 公開（公告）號: CN102164371A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 徐玉濱;蔣韡琳;蔣瑞祺;孫麗楠;張中兆
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04W16/06
• 分類號: H04W16/06;H04W16/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體涉及一種資源分配方法。

背景技術

OFDMA(Orthogonal?Frequency?Division?Multiple?Access)在提高頻譜效率方面被認為是未來無線通信系統中最有前途的多址接入技術之一，它能夠實現數據的高速傳輸。相應地，這些能夠實現數據的高速傳輸的系統的媒體接入控制層，由于子載波對不同的用戶經歷的信道衰落不同，因此合理有效分配用戶的子載波和功率，就會提高資源的利用效率。

目前OFDMA系統存在兩種資源分配方案，即：靜態的資源分配方案和動態資源分配方案。靜態的資源分配方案，例如TDMA，FDMA系統中，為每個用戶獨立地分配時隙或子信道。但這種資源分配方案由于沒有考慮當前信道條件，固定資源分配不是最優的。動態分配是根據信道條件自適應的分配無線資源，因此相對于靜態的資源分配，動態分配由于利用了多用戶分集從而獲得了更高的性能。

等功率分配是最簡單的功率分配方法，而注水功率分配在不考慮復雜度時是最優的功率分配方法，它能夠使絕大多數發射信號的功率都集中在信道衰減較小的頻帶范圍內。在多用戶OFDM系統中，為最大化某一特定子載波的數據速率，多用戶的子載波分配策略是子載波只分配給信道增益最好的用戶。也就是說，子載波信道增益越強，發射機分配給它的功率就越大，從而充分利用更好的信道條件，而對于比較差的子載波，則分配較少的功率，甚至不分配。跟等功率分配相比，由于不考慮信道增益，將所有的功率平均的分配給每個用戶，因此相比注水功率分配來說，獲得的頻率分集增益較小。

目前存在的OFDMA系統的資源分配方法，主要存在兩個問題，一、對于OFDMA小區邊緣的用戶，由于相鄰的小區占用了相同的子載波資源，導致小區間干擾比較大，而且，邊緣用戶離基站較遠，信干比相對較小，在小區中心使用的高階調制卻很難應用到小區邊緣。這就導致了雖然整個小區的吞吐量很大，但小區邊緣的用戶的頻譜效率卻很低；二、盡管注水方法是最好的功率分配方法，當子載波的平均信噪比很高的情況下，注水分配方法和等功率分配方法之間的差異是可以忽略的。注水分配方法雖然是可以很好的求出最優的功率分配，但是如果整個小區都使用注水分配方法，復雜度隨著子載波和用戶數的增加而變得非常高。

發明內容

本發明是為了解決現有OFDMA系統在大規模應用時，注水功率分配導致系統的復雜度高的問題，從而提供一種低復雜度的基于子載波分配的混合功率分配方法。

一種低復雜度的基于子載波分配的混合功率分配方法，它由以下步驟實現：

步驟一、根據地理位置信息將小區內的用戶劃分為中心區域用戶和邊緣區域用戶；

步驟二、基站按照邊緣區域用戶的子載波增益由大到小的順序對步驟一中獲得的邊緣區域用戶的子載波進行排列；

步驟三、設定資源分配器的門限，并逐一判斷每個邊緣小區用戶的子載波增益是否超過所述門限，對于未超過所述門限的子載波，則結束對該子載波的功率分配；將所有子載波數量超過門限的邊緣小區用戶，按每個用戶超過門限的子載波數量值由小到大的順序進行排列；

步驟四、按照步驟三中的順序，邊緣小區用戶依次選擇對于該邊緣小區用戶具有最大信道增益的第A個子載波，當所述子載波未被分配時，將該子載波作為該邊緣小區用戶的選擇到的第A個子載波；當所述子載波已被分配時，則將相對于該邊緣小區用戶次最優的子載波作為選擇到的第A個子載波；

步驟五、逐一判斷步驟四中的邊緣小區用戶是否滿足所需要的子載波，對于滿足所需要的子載波的邊緣小區用戶，則結束對該邊緣小區用戶的子載波分配；將A的取值加1，并返回執行步驟四，直到所有邊緣小區用戶全部滿足所需要的子載波；

步驟六、對中心區域用戶采用等功率方法進行功率分配；

步驟七、對邊緣區域用戶采用注水算法進行功率分配；完成小區內用戶的功率分配；

N的初始值為1。

有益效果：發明的方法首先子載波的增益的排序只在小區邊緣用戶之間進行，不需要整個小區的用戶進行排序，同時，對用戶根據超過門限的子載波數量大小進行排序，數量小的用戶優先選擇子載波，保證了用戶的公平性；在小區中心使用等功率分配，相對于現有的在整個小區使用注水算法的功率分配方法，大大減少了功率分配的復雜度，同時相對于等功率分配算法，系統性能得以提高，同比提高2％左右。

附圖說明