[發(fā)明專利]一種基于公平度和系統(tǒng)容量的OFDM子載波分配方案

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710001739.8
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106788940A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 袁建國;王竟鑫;張芳;邱飄玉;龐宇;林金朝
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04W72/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權代理有限公司11275
• 代理人: 廖曦

1.本發(fā)明涉及一種多用戶正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系統(tǒng)的子載波分配方案，特別涉及一種基于公平度和系統(tǒng)容量的OFDM子載波分配方案。該方案首先為各個用戶分配一個相對最好的子載波以提高系統(tǒng)容量，然后根據(jù)用戶對公平度的要求合理的調整子載波的分配，當滿足用戶對公平度的要求時就提高系統(tǒng)的容量，否則就提高用戶的公平性。

2.根據(jù)權利要求1所述方案，本發(fā)明方案包含以下步驟：

(1).基于RA準則構建具有公平約束的優(yōu)化模型：

設多用戶OFDM系統(tǒng)中有N個子載波，K個用戶，信道的帶寬為B，高斯白噪聲功譜密度為N₀。為第k個用戶在其第n個子載波上的信道響應，p_k,n為第k個用戶在其第n個子載波上分配的功率。假設P_total為總發(fā)送功率，c_k,n為子載波分配標志位，那么基于RA準則的多用戶OFDM系統(tǒng)優(yōu)化模型可以表示為：

約束條件為：

上式約束(c)中，用戶速率R_k為：

(2)式中，N_k是分配給第k個用戶的子載波數(shù)；b_k,n為第k個用戶在其第n個子載波上分配的比特數(shù)量。

(2).根據(jù)(1)式的公平約束(c)式設置公平度函數(shù)：

(3).改進具有公平約束的優(yōu)化模型：

在所有子載波間進行等功率分配，即：

p_k,n＝P_total/N(5)

在對所有子載波進行等功率分配后，定義為用戶k在子信道n上的信道增益，設置用戶對公平度的要求值為ξ，則具有公平約束的優(yōu)化模型變?yōu)椋?/p>

約束條件為：

(4).使用公平度ξ進行子載波的分配：

Step1：設R_k＝0，c_k,n＝0，for k＝1,2,…,K,n＝1,2,…,N，并且A＝{1,2,…,N}；

Step2：a)設U＝{1,2,…,K}，則在任意用戶和任意子載波中，找到一個用戶k和一個子載波n，使其滿足H_k,n≥H_i,m，然后利用找到的H_k,n更新c_k,n＝1，U＝U-{k}，A＝A-{n}和R_k＝R_k+b_k,n；

b)重復步驟a)，直到

Step3：當時，設Y＝{1,2,…,K}，然后根據(jù)(4)式計算公平度函數(shù)Fairness的值并比較Fairness和公平度的要求值ξ的大小。

1)若Fairness≥ξ：

a)在任意用戶和任意子載波中，找到一個用戶k和一個子載波n，使其滿足H_k,n≥H_v,z；

b)根據(jù)找到的H_k,n更新c_k,n＝1，R_k＝R_k+b_k,n和A＝A-{n}；

2)若Fairness<ξ：

a)找到用戶k，k＝argmin_k∈YR_k/λ_k；

b)在用戶k下，找到子載波n，對任意的子載波使H_k,n≥H_k,u；

c)根據(jù)找到的H_k,n更新c_k,n＝1，R_k＝R_k+b_k,n和A＝A-{n}。

3.根據(jù)權利要求2所述方案，其特征在于，所述步驟(3)中用戶對公平度的要求值ξ∈[0，1]。