[發(fā)明專利]一種基于OFDMA中繼網(wǎng)絡(luò)的無線資源分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510423317.0
• 申請日: 2015-07-17
• 公開（公告）號: CN105072686B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹慧;徐強輝;王琦;徐翔;蔡熠;李向遠;舒之兵;郭小宇;姜凌;張彬祥;王玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七二二研究所
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 宋業(yè)斌

本發(fā)明公開了一種基于OFDMA中繼網(wǎng)絡(luò)的無線資源分配方法，方法包括基站子幀信道分配步驟和中繼子幀信道分配步驟，在基站子幀中，針對每個子信道每個用戶加入所選中繼在此子信道上的候選用戶集，選取鏈路最大度量因子作為各子信道的度量因子，選擇度量因子最大的子信道分配給對應(yīng)的鏈路；在中繼子幀中，針對每個子信道計算每個鏈路的度量因子并組成度量矩陣，對度量矩陣進行子信道和鏈路的最優(yōu)配對。本方法通過劃分中繼候選用戶集的方式避免基站把用戶數(shù)據(jù)發(fā)送給到用戶信道條件差的中繼，并聯(lián)合考慮鏈路傳輸速率和用戶隊列長度作為資源分配的度量因子，從而盡量保證所有數(shù)據(jù)都能夠高效傳輸，進而提高小區(qū)用戶的吞吐量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于OFDMA中繼網(wǎng)絡(luò)的無線資源分配方法。

背景技術(shù)

第四代移動通信的主題是無處不在的高速率覆蓋以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的通信需求，在給定的珍貴頻譜上，只有高效地利用有限的頻譜，最大化頻譜資源利用效率，才能提高整個小區(qū)的吞吐量以滿足人們的通信需求。因此正交頻分多址接入(OFDMA)空中接口技術(shù)和中繼技術(shù)的結(jié)合是無線通信的發(fā)展趨勢。這兩種技術(shù)的結(jié)合能夠提供更大的潛在多用戶分集增益和頻率分集增益來提高用戶的接收性能，并且能夠利用自適應(yīng)的分配技術(shù)來合理有效地實現(xiàn)用戶的要求。同時吸收這兩種技術(shù)的優(yōu)點可以提高系統(tǒng)的吞吐量，以滿足小區(qū)所有用戶的服務(wù)需求。并且這將引起資源分配領(lǐng)域的一場改革，要想在這兩種新技術(shù)結(jié)合的基于OFDMA的中繼網(wǎng)絡(luò)的新系統(tǒng)中挖掘其巨大的潛在性能，并抓住這個新系統(tǒng)需求的巨大機遇，需要開發(fā)更加高效和智能的無線資源分配方案來應(yīng)對新系統(tǒng)帶來的一些新的困難和挑戰(zhàn)。

在無線通信系統(tǒng)的資源分配問題中，頻譜效率和公平性是一對矛盾的系統(tǒng)性能。在無線網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中，由于不同用戶之間的信道條件相差非常大，所以要想它們在某個性能上達到絕對的公平是非常難的。例如對于邊緣用戶和中心用戶來說，邊緣用戶的信道條件與中心用戶的信道條件相差很多，如果要求邊緣用戶的數(shù)據(jù)速率和中心用戶的數(shù)據(jù)速率近似，就需要給邊緣用戶分配更多的頻譜資源，這樣就會導(dǎo)致頻譜的利用效率很低。因此要達到高的公平性性能就會降低系統(tǒng)的頻譜效率，從而犧牲系統(tǒng)的吞吐量。另一方面，如果把系統(tǒng)的所有資源都分配給信道條件最好的用戶比如中心用戶，那么系統(tǒng)的頻譜效率將會達到所能達到的最高，但是這樣用戶之間公平性會很低，因此要提高系統(tǒng)的吞吐量就會犧牲用戶之間的公平性能。所以在用戶公平性和系統(tǒng)吞吐量之間要找到一種高效的折中方案是非常重要也是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明的目的在于提供一種基于OFDMA中繼網(wǎng)絡(luò)的無線資源分配方法，在基站子幀中，針對每個子信道每個用戶加入所選中繼在此子信道上的候選用戶集，選取鏈路最大度量因子作為各子信道的度量因子，選擇度量因子最大的子信道分配給對應(yīng)的鏈路；在中繼子幀中，針對每個子信道計算每個鏈路的度量因子并組成度量矩陣，對度量矩陣進行子信道和鏈路的最優(yōu)配對。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提供一種基于OFDMA中繼網(wǎng)絡(luò)的無線資源分配方法，所述方法包括：

基站子幀信道分配步驟：

S11、計算OFDMA中繼網(wǎng)絡(luò)中每條中繼用戶鏈路的傳輸速率，每個用戶均選擇到自身傳輸速率最大的中繼，并加入其所選中繼的候選用戶集中；

S12、分別計算第n個子信道上的基站到第k個用戶的鏈路度量因子D_n,BS-k和第n個子信道上的基站到第m個中繼的鏈路度量因子n＝1,2,...,N，N為子信道總數(shù)；m＝1,2,...,M，M為中繼總數(shù)；

基站用戶鏈路度量因子其中R_BS,k,n為第n個子信道上的基站到第k個用戶的鏈路傳輸速率，為第k個用戶在所述第n個子信道上的基站的數(shù)據(jù)隊列長度；

基站中繼鏈路度量因子其中為第n個子信道上的基站到第m個中繼的鏈路傳輸速率，為第k個用戶在第m個中繼的數(shù)據(jù)隊列長度，二進制分配變量