[發(fā)明專(zhuān)利]一種多小區(qū)中繼OFDMA系統(tǒng)中分布式資源分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310146746.9
• 申請(qǐng)日: 2013-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103220114A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱琦;呂林輸
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04L5/00
• 分類(lèi)號(hào): H04L5/00;H04W16/14
• 代理公司: 江蘇愛(ài)信律師事務(wù)所 32241
• 代理人: 唐小紅

1.一種多小區(qū)中繼OFDMA系統(tǒng)中分布式資源分配方法，其特征在于包括以下步驟：

a．初始化最大外層循環(huán)次數(shù)I_max；為第l小區(qū)的第k用戶(hù)設(shè)置優(yōu)先權(quán)值初始化外層循環(huán)變量i=0；初始化所有基站功率變量和中繼功率變量為0，其中：m是小區(qū)內(nèi)中繼的編號(hào)，n是小區(qū)內(nèi)子載波的編號(hào)；

b．初始化小區(qū)編號(hào)l=1；

c．對(duì)任意子載波n計(jì)算鏈路(m,k)的信道容量，并從中選出具有最大加權(quán)數(shù)據(jù)速率的鏈路如下式：

(m^,k,^)l,n=argm∈Φlr,maxk∈Φlu{wlk·min[Rl,mn,Rm,kl,n]},∀n]]>

當(dāng)有多于1條鏈路的加權(quán)數(shù)據(jù)速率最大時(shí)，則選取第1條最大鏈路；

其中：為鏈路基站l到中繼m在子載波n上的數(shù)據(jù)速率，即：

Rl,mn=log2(1+pl,mn|Hl,ml(n)|2σ2+Il,mn)]]>

其中：為小區(qū)l的基站到該小區(qū)中繼m在第n子載波上的信道增益，為小區(qū)l基站在子載波n上為中繼m分配的功率，σ²為子載波n上的噪聲功率，為小區(qū)l第m中繼測(cè)量得到的來(lái)自其他小區(qū)在子載波n上的干擾功率；

為鏈路中繼m到用戶(hù)k在子載波n上的數(shù)據(jù)速率：

Rm,kl,n=log2(1+pm,kl,n|Hl,kl,m(n)|2σ2+Il,kn)]]>

其中：為l小區(qū)的中繼m到該小區(qū)用戶(hù)k在第n子載波上的信道增益，為l小區(qū)中繼m在子載波n上為用戶(hù)k分配的功率，σ²為子載波n上的噪聲功率，為l小區(qū)第k用戶(hù)測(cè)量得到的來(lái)自其他小區(qū)在子載波n上的干擾功率；

d．采用多平面迭代注水法完成功率分配，步驟如下：

d1．初始化最大內(nèi)層循環(huán)次數(shù)S_max；設(shè)置循環(huán)初始變量s=0；隨機(jī)初始化基站功率對(duì)偶變量λ_l和中繼功率對(duì)偶變量

d2.測(cè)量當(dāng)前鏈路在子載波n上的噪聲功率σ²；測(cè)量中繼m在子載波n上受到的同頻干擾功率測(cè)量用戶(hù)k在子載波n上受到的干擾功率測(cè)量第一跳鏈路基站l到中繼m在子載波n上的信道增益測(cè)量第二跳鏈路中繼m到用戶(hù)k在子載波n上的信道增益并計(jì)算廣義信道質(zhì)量比：

ηln=|Hl,ml(n)|2(Il,nk+σ2)|Hl,kl,m(n)|2(Il,nm+σ2);]]>

d3.計(jì)算基站l在子載波n上為中繼m分配的最優(yōu)功率：

pl,mn=[wlkln2·(λl+μlmηln)-Il,nm+σ2|Hl,mn|2]+]]>

上式是一種多平面注水（multilevel?water-filling）形式，其中函數(shù)x⁺=max(0,x)，進(jìn)一步求出中繼m在子載波n上為用戶(hù)k分配的功率pm,kl,n=pl,mnηln;]]>

d4.選取適當(dāng)?shù)牟介L(zhǎng)ε(s)，為了迭代能夠收斂，需要使步長(zhǎng)隨迭代次數(shù)s減小，如可以選擇步長(zhǎng)為迭代次數(shù)s的倒數(shù)，ε(s)=1s；然后沿次梯度方向更新對(duì)偶變量：

λl(s+1)=[λl(s)+ϵ(s)·(Σn=1Npl,mn-PB)]+]]>

μlm(s+1)=[μlm(s)+ϵ(s)·(Σn∈Ψlmpl,mnηln-PR)]+]]>

式中：P_B為基站的最大發(fā)射功率，P_R為中繼的最大發(fā)射功率；

d5.更新循環(huán)變量s=s+1；

d6.判斷是否終止迭代，如達(dá)到功率收斂條件或已達(dá)到最大迭代次數(shù)S_max，則終止迭代，完成功率分配過(guò)程，轉(zhuǎn)步驟e；否則，返回步驟d3；所述達(dá)到功率收斂條件的判斷標(biāo)準(zhǔn)為對(duì)偶變量的相對(duì)增加量不大于收斂指標(biāo)δ₁，max{△λ_lλ_l,△μ_lμ_l}≤δ₁，所述達(dá)到最大迭代次數(shù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)為s≥S_max；

e．當(dāng)前小區(qū)l資源分配已完成，繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)小區(qū)的分配，更新小區(qū)編號(hào)l=l+1，轉(zhuǎn)步驟f；

f．判斷當(dāng)前小區(qū)編號(hào)l是否大于小區(qū)總數(shù)L，若是，則已完成一輪所有小區(qū)的資源分配，應(yīng)結(jié)束本輪分配，轉(zhuǎn)步驟g；否則，轉(zhuǎn)步驟c，繼續(xù)對(duì)當(dāng)前小區(qū)l進(jìn)行子載波和功率分配；

g．更新外層循環(huán)變量i=i+1；

h．判斷外層循環(huán)是否終止：如達(dá)到容量收斂條件或已達(dá)到最大迭代次數(shù)I_max，則終止外層循環(huán)，完成本方法的分配過(guò)程；否則，返回步驟b；所述達(dá)到容量收斂條件的判斷標(biāo)準(zhǔn)為所有小區(qū)的總?cè)萘康脑隽坎淮笥谑諗恐笜?biāo)δ₂，所述達(dá)到最大迭代次數(shù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)為i≥I_max。