[發(fā)明專利]一種OFDMA中繼系統(tǒng)的資源分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210002897.2
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102781101A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李有明;趙杰;金明;呂艷娟;俞建定
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

1.一種OFDMA中繼系統(tǒng)的資源分配方法，其特征在于包括以下具體處理步驟：

(1)獲得OFDMA中繼系統(tǒng)的每個(gè)用戶的可分配的子載波數(shù)和初始未被分配的子載波數(shù)：根據(jù)比例速率約束OFDMA中繼系統(tǒng)的中繼用戶通過中繼從基站獲得子載波需要兩個(gè)時(shí)隙和OFDMA中繼系統(tǒng)的子載波總數(shù)N，求得每個(gè)用戶的可分配的子載波數(shù)為以及初始未被分配的子載波數(shù)N^*，其中，M₁為OFDMA中繼系統(tǒng)的直傳用戶總數(shù)，M為OFDMA中繼系統(tǒng)的用戶總數(shù)，R_m′為第m，m∈[1，M]個(gè)用戶的業(yè)務(wù)需要的傳輸速率，θ_m為R_m′對應(yīng)的比值，i∈[1，M₁]，N_i′為第i個(gè)直傳用戶的可分配的子載波數(shù)，j∈[M₁+1，M]，N_j′為第j個(gè)中繼用戶的可分配的子載波數(shù)，為取下整；

(2)將子載波及其相應(yīng)的中繼分配給各個(gè)用戶：

(a)先給每個(gè)直傳用戶分配一個(gè)最優(yōu)子載波；第i個(gè)直傳用戶獲得的最優(yōu)子載波為第i個(gè)直傳用戶按平均功率法獲得的理論傳輸速率為R_i，其中，arg()為取參數(shù)函數(shù)，max()為取最大值函數(shù)，Ω_N為OFDMA中繼系統(tǒng)中的所有的子載波的集合，H_S，i，n為第i個(gè)直傳用戶通過直傳鏈路S-i從基站S獲得的第n個(gè)子載波上的信道增益，B為OFDMA中繼系統(tǒng)可用帶寬，p為OFDMA中繼系統(tǒng)分給每個(gè)子載波上的平均功率，P_T為OFDMA中繼系統(tǒng)的總發(fā)送功率；

(b)接著給每個(gè)中繼用戶分配一個(gè)最優(yōu)子載波和傳輸該最優(yōu)子載波的相應(yīng)中繼；第j個(gè)中繼用戶獲得的最優(yōu)子載波和傳輸該最優(yōu)子載波的相應(yīng)中繼對為

第j個(gè)中繼用戶按平均功率法獲得的理論傳輸速率為R_j，其中，Ω_K為OFDMA中繼系統(tǒng)中的所有中繼的集合，為第j個(gè)中繼用戶經(jīng)過接入鏈路k-j從中繼k獲得第n個(gè)子載波的等效接收信噪比，根據(jù)用戶速率最大化要求需要滿足的條件獲得，為中繼k通過中繼鏈路S-k從基站S獲得的第n個(gè)子載波上的功率，為中繼k通過中繼鏈路S-k從基站S獲取的子載波n上的信道增益，p_k，jn為第j個(gè)中繼用戶通過接入鏈路k-j從中繼k獲得的第n個(gè)子載波上的功率，H_k，j，n為中繼用戶j通過接入鏈路k-j從中繼k獲得的第n個(gè)子載波上的信道增益；

(c)然后給每個(gè)用戶分配足可分配的子載波數(shù)；具體為：根據(jù)條件給第m，m∈[1，M]個(gè)用戶分配子載波及其相應(yīng)的中繼，若第m，m∈[1，M]個(gè)用戶為直傳用戶，則給該直傳用戶分配一個(gè)最優(yōu)子載波nm*，用戶m的傳輸速率為若第m，m∈[1，M]個(gè)用戶為中繼用戶，則給該中繼用戶分配一個(gè)最優(yōu)子載波和傳輸該最優(yōu)子載波的相應(yīng)中繼對(nm*′,k*′)=arg maxn∈ΩN,k∈ΩKHk,m,nequ,]]>用戶m的傳輸速率為Rm=Rm+B2Nlog2(1+pHS,M1+k*′,nm*′);]]>其中，Ω_M為OFDMA中繼系統(tǒng)中的所有用戶的集合，min()為取最小值函數(shù)，R_m，m∈[1，M]為第m個(gè)用戶按平均功率法獲得的理論傳輸速率；

(d)再接著將初始未被分配的子載波進(jìn)行分配；將初始未被分配的子載波n′分配給直傳用戶中的最優(yōu)用戶i^*，一個(gè)直傳用戶只能獲取一次分配，如果初始未被分配的子載波分配完畢，則子載波分配結(jié)束；否則將剩余的初始未被分配的子載波n″及傳輸子載波n″的相應(yīng)中繼k^*分配給中繼用戶中的最優(yōu)用戶j^*，一個(gè)中繼用戶只能獲取一次分配，直到分配結(jié)束；其中，為OFDMA中繼系統(tǒng)中的所有直傳用戶的集合，為OFDMA中繼系統(tǒng)中的所有中繼用戶的集合；

(3)根據(jù)步驟(2)中各個(gè)直傳用戶實(shí)際獲得的子載波、實(shí)際通過各個(gè)中繼傳輸?shù)淖虞d波和OFDMA中繼系統(tǒng)的總發(fā)送功率P_T核定的條件，利用拉格朗日乘數(shù)法，獲得每個(gè)子載波上的功率分配值為pS,1,1=(PT-Σm′=1M1+K(Nm′bm′+Vm′))/Σm′=1M1+KNm′am′pS,m′,n=am′pS,1,1+bm′+HS,m′,n-HS,m′,1HS,m′,nHS,m′,1,]]>m′∈[1，M₁+K]；其中，N_m′，m′∈[1，M₁]為第m′個(gè)直傳用戶接實(shí)際獲到的子載波數(shù)，N_m′，m′∈[M₁+1，M₁+K]為實(shí)際通過第m′-M個(gè)中繼傳輸?shù)淖虞d波數(shù)，Wm′=Σn∈Dm′log2HS,m′,n,]]>Vm′=Σn∈Dm′HS,m′,n-HS,m′,1HS,m′,nHS,m′,1,]]>am′=2Nm′W1-N1Wm′Nm′N1,]]>bm′=am′HS,1,1-1HS,m′,1.]]>