1.一種不完備信道狀態信息下OFDMA遍歷容量最大化資源分配方法，其特征在于包括以下步驟：
①構建下行鏈路的OFDMA最優資源分配模型，模型如下：s.t.Σk=1KΣn=1Nwk,npk,n≤PTmax(Σk=1KαkΣn=1Nwk,nE{R(pk,n,Hk,n|H^k,n)}),Σk=1Kwk,n=1,∀n,wk,n∈{0,1},∀k,npk,n≥0,∀k,n]]>其中，max()為取最大值函數，1≤k≤K，K表示OFDMA系統中用戶的總個數，K≥1，1≤n≤N，N表示OFDMA系統中子載波的總個數，N≥1，αk表示OFDMA系統根據第k個用戶的QOS等級為第k個用戶自動分配的權重公平性因子，wk,n表示第n個子載波是否被分配給第k個用戶的加權因子，如果第n個子載波被分配給第k個用戶，則wk,n＝1，如果第n個子載波未被分配給第k個用戶，則wk,n＝0，E{R(pk,n,Hk,n|H^k,n)}=∫0∞(log2(1+pk,nHk,n)f(Hk,n|H^k,n))dHk,n,]]>R(pk,n,Hk,n|H^k,n)=(log2(1+pk,nHk,n)f(Hk,n|H^k,n)),]]>pk,n表示第k個用戶在第n個子載波上的發送功率，Hk,n表示第k個用戶在第n個子載波上的真實相對信道增益，Hk,n＝|hk,n|2/δ2，hk,n表示第k個用戶在第n個子載波上的沖擊響應，δ2表示加性高斯白噪聲方差，符號“||”為取絕對值符號，為Hk,n的估計值，表示第k個用戶在第n個子載波上的估計相對信道增益，表示在已知估計值的條件下Hk,n服從的概率密度函數，f(Hk,n|H^k,n)=1ρk,ne-Hk,n+H^k,nρk,nI0(2ρk,nHk,nH^k,n),]]>ρk,n表示反饋錯誤方差與噪聲功率比，表示反饋錯誤方差，N0表示噪聲單邊功率譜密度，B表示OFDMA系統可用的總帶寬，I0()表示第一類零階改進型貝塞爾函數，s.t.為約束條件表示方式，PT表示OFDMA系統中的基站的總發送功率，約束條件表示所有用戶在所有子載波上的發送功率的總和不能超過OFDMA系統中的基站的總發送功率，約束條件表示每個子載波僅供一個用戶使用，約束條件表示第n個子載波是否被分配給第k個用戶，約束條件表示每個用戶在每個子載波上的發送功率應大于或等于0；
②將下行鏈路的OFDMA最優資源分配模型中的wk,n松弛為(0,1]的實變量，使下行鏈路的OFDMA最優資源分配模型的原問題轉化為一個凸優化問題，并將wk,n松弛為(0,1]的實變量后第k個用戶在第n個子載波上的發送功率記為其中，1≤k≤K，1≤n≤N；
③定義拉格朗日函數，記為L，L=Σk=1KαkΣn=1Nwk,nE{R(p~k,n/wk,n,Hk,n|H^k,n)}+λ(PT-Σk=1KΣn=1Np~k,n)+Σn=1Nun(1-Σk=1Kwk,n)=Σk=1KΣn=1N(αkwk,nE{R(p~k,n/wk,n,Hk,n|H^k,n)}-λp~k,n-unwk,n)+λPT+Σn=1Nun,]]>其中，E{R(p~k,n/wk,n,Hk,n|H^k,n)}=∫0∞(log2(1+p~k,n/wk,nHk,n)f(Hk,n|H^k,n))dHk,n,]]>λ、un,均為拉格朗日因子；然后對L做對偶分解，得到針對不同用戶的K個獨立子問題各自涉及到的處理函數，將針對第k個用戶的獨立子問題涉及到的處理函數記為Lk，Lk=Σn=1Nαkwk,nE{R(p~k,n/wk,n,Hk,n|H^k,n)}-λp~k,n-unwk,n;]]>
④對Lk中的求一階偏導，得到∂Lk∂p~k,n=αkE(Hk,n1+p~k,nHk,n|H^k,n)-λ,]]>如果令該一階偏導為0，則在λ的最優值被確定后能夠獲得wk,n松弛為(0,1]的實變量后第k個用戶在第n個子載波上的發送功率的值，該值為第k個用戶在第n個子載波上的最優發送功率值，其中，E(Hk,n1+p~k,nHk,n|H^k,n)≈bk,nak,nΓ(ak,n)In2∫0∞Hk,nak,n1+p~k,nHk,ne-bk,nHk,ndHk,n=ak,np~k,n(bk,np~k,n)ak,nebk,np~k,nB(-ak,n,bk,np~k,n),]]>ak,n=(Jk,n+1)22Jk,n+1,]]>bk,n=ak,nH^k,n+ρk,n,]]>Γ()為伽馬函數，t表示積分變量，B()為貝爾塔函數，B(-ak,n,bk,np~k,n)=Γ(-ak,n)Γ(bk,np~k,n)Γ(-ak,n+bk,np~k,n);]]>
⑤對Lk中的wk,n求一階偏導，得到∂Lk∂wk,n=∫0∞([log2(1+p~k,nHk,nwk,n)-p~k,nHk,nwk,n+p~k,nHk,n]f(Hk,n|H^k,n))dHk,n-un/αk,]]>然后根據該一階偏導的值確定wk,n的整數解，wk,n=1∂Lk∂wk,n≥00∂Lk∂wk,n<0,]]>其中，f(Hk,n|H^k,n)≈bk,nak,nΓ(ak,n)Hk,nak,n-1e-bk,nHk,n,]]>ak,n=(Jk,n+1)22Jk,n+1,]]>bk,n=ak,nH^k,n+ρk,n,]]>Jk,n=H^k,nρk,n;]]>
⑥利用迭代方法獲取最優的拉格朗日因子，具體過程為：⑥-1、令i表示迭代次數，i的初始值為1，令λ0表示λ的初始值，令表示un的初始值，其中，1≤i≤M，M為給定的最大迭代次數，M≥100，0<λ0<PT，⑥-2、將第i次迭代后得到的λ值記為λi，將第i次迭代后得到的un值記為其中，表示第i-1次迭代后第k個用戶在第n個子載波上的發送功率，表示第i-1次迭代后第n個子載波是否被分配給第k個用戶的加權因子，ti表示λ值第i次迭代的迭代步長，si表示un值第i次迭代的迭代步長，ti=a/i|PT-Σk=1KΣn=1Nwk,np~k,ni-1|>ξa/M|PT-Σk=1KΣn=1Nwk,np~k,ni-1|≤ξ,]]>si=b/i|PT-Σk=1KΣn=1Nwk,np~j,ni-1|>ξb/M|PT-Σk=1KΣn=1Nwk,np~k,ni-1|≤ξ,]]>a、b均為大于零的常數，ξ表示實際發送的功率總和與系統總功率差額容限；⑥-3、判斷在連續M'次迭代過程中是否均成立，如果是，則提前結束迭代過程，得到λ的最優值為λi，un的最優值為并令令否則，令i＝i+1，然后返回步驟⑥-2繼續執行；其中，和i＝i+1中的“＝”為賦值符號；
⑦獲取OFDMA系統中所有用戶總的遍歷容量，具體過程為：⑦-1、根據步驟⑥中得到的和wk,n及步驟②中的確定pk,n的值，然后由步驟①中的E{R(pk,n,Hk,n|H^k,n)}=∫0∞(log2(1+pk,nHk,n)f(Hk,n|H^k,n))dHk,n]]>計算⑦-2、從K個用戶中遍歷找出容量最小的用戶，假設找出的用戶為第k*個用戶，并從N個子載波中遍歷找出容量最大的子載波，假設找出的子載波為第n*個子載波，其中，k*∈[1,K],n*∈[1,N],argmink∈[1,K](E{R(pk,n,Hk,n|H^k,n)}/αk)]]>表示求取使得E{R(pk,n,Hk,n|H^k,n)}/αk]]>的值最小的k，argmaxn∈[1,N](E{R(pk,n,Hk,n|H^k,n)})]]>表示求取使得E{R(pk,n,Hk,n|H^k,n)}]]>的值最小的n；⑦-3、將找出的第n*個子載波分配給找出的第k*個用戶；⑦-4、將第n*個子載波從N個子載波中刪除，并將第k*個用戶從K個用戶中刪除，然后令N＝N-1，K＝K-1，再返回步驟⑦-2繼續執行，直至所有子載波分配完畢，使每個子載波僅分配給一個用戶，其中，N＝N-1和K＝K-1中的“＝”為賦值符號；⑦-5、將子載波分配完畢后第k個用戶在第n個子載波上的發送功率的實際值記為p'k,n，然后令再根據得到最終的遍歷容量E{R(Ψp′k,n,Hk,n|H^k,n)}.]]>
