[發明專利]一種OFDMA中繼系統的資源分配方法

有效

• 申請號: 201210002897.2
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102781101A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 李有明;趙杰;金明;呂艷娟;俞建定
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 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所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種通信系統的資源分配方法，尤其是涉及一種OFDMA(Orthogonal?Frequency?Division?Multiple?Access，正交頻分多址接入)中繼系統的資源分配方法。

背景技術

OFDMA是基于OFDM(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplex，正交頻分復用)調制方式的一種無線接入方式，它具有傳輸速率高、資源分配靈活、能同時支持多個用戶等特點，被認為是下一代寬帶無線接入方式的關鍵技術，已經應用于IEEE802.16d/e等標準中。OFDMA系統將傳輸寬帶劃分成正交的互不重疊的一系列子載波集，將不同的子載波集分配給不同的用戶實現多址。

含有中繼的OFDMA系統的資源分配問題是一種子載波分配、功率分配、比特分配、自適應調制和中繼選擇的聯合優化問題，這是一個NP問題(多項式復雜程度的非確定性問題)。傳統的解決方法是為各個用戶分配固定的子載波和中繼，然后根據子載波和中繼的分配方案進行功率分配、比特分配和自適應調制，由于該解決方法分配的子載波和中繼是固定的，所以不能很好的適應無線通信環境的變化，如障礙物的影響、環境溫度的變化等情況，從而導致部分用戶通信不暢，系統資源利用率低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種保證各用戶獲得的速率滿足不同的業務需求、有效避免遠近效應，且資源利用率高的OFDMA中繼系統的資源分配方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種OFDMA中繼系統的資源分配方法，包括以下具體處理步驟：

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

?(2)將子載波及其相應的中繼分配給各個用戶：

(a)先給每個直傳用戶分配一個最優子載波；第i個直傳用戶獲得的最優子載波為第i個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()為取參數函數，max()為取最大值函數，Ω_N為OFDMA中繼系統中的所有的子載波集合，H_S，i，n為第i個直傳用戶通過直傳鏈路S-i從基站S獲得的第n個子載波上的信道增益，B為OFDMA中繼系統可用帶寬，p為OFDMA中繼系統分給每個子載波上的平均功率，P_T為OFDMA中繼系統的總發送功率；

(b)接著給每個中繼用戶分配一個最優子載波和傳輸該最優子載波的相應中繼；第j個中繼用戶獲得的最優子載波和傳輸該最優子載波的相應中繼對為第j個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中繼系統中的所有中繼的集合，為第j個中繼用戶經過接入鏈路k-j從中繼k獲得第n個子載波的等效接收信噪比，根據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，j，n為第j個中繼用戶通過接入鏈路k-j從中繼k獲得的第n個子載波上的功率，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個子載波上的信道增益；