[发明专利]一种OFDM动态资源分配的方法

说明书

技术领域

本发明涉及单用户OFDM系统中的动态资源分配，特别涉及一种OFDM动态资源的快速、简单的自适应资源分配的方法。

背景技术

近些年来，无线通信技术正以飞快的速度向前发展。随着广大用户对各种实时多媒体业务需求的增加和互联网技术的迅猛发展，可以预计，未来的无线通信技术将会有更高的数据传输速率，以满足更多用户的需求，为广大用户提供更多的便利。在当前能够提供高数据速率传输的各种无线解决方案中，正交频分复用(OFDM)技术以其频谱利用率高和抗干扰能力强的优点受到了广泛的重视。但是，在传统的OFDM系统中，系统的性能却要受到最差子信道的限制，因此，为了减小这种限制，更充分的利用资源(带宽和功率)，我们可以采用自适应技术。

自适应技术就是根据各子信道的信道条件不同，自适应的改变调制方式、发送功率等，以便最大限度地利用资源，从而有效提高频谱效率，这一点在无线通信中尤为重要。目前，OFDM系统的自适应技术研究主要是从以下两个角度出发的：(1)发射功率和系统传输性能(BER)一定的条件下，实现信息传输速率的最大化，即RA准则；(2)信息传输速率和传输性能(BER)一定的条件下，使得发射功率最小化，即MA准则。

Greedy算法是最早提出的算法，该算法思想简单，通过每次分配一个比特给增加这一个比特所需功率增量最小的子载波使得该算法的性能达到最优，但是该算法的复杂度很高；Krongold算法是一种利用拉格朗日乘数法的算法，该算法虽然可以在能够达到最优结果的条件下降低算法的复杂度，但是由于需要在很大范围内查找λ值，在实际的信道条件下复杂度仍然较高。其他一些算法致力于在次优结果条件下降低算法的复杂度。Chow算法利用迭代的方法不断调整裕量值，使分配的比特数在设定的最大迭代次数内尽可能接近要求的目标比特数，然后逐比特调整，该算法通过将功率平均分配到各个子载波降低了算法的复杂度，但是却不能达到最优结果，并且在有的信道条件下算法经常产生振荡而永远不收敛；Jang算法是基于注水线迭代的算法，该算法通过不断调整注水线的值，用注水原理分配各个子信道上的比特和功率，但是该算法在某些信道条件下和Chow算法一样，会产生振荡而永远都不能收敛，并且该算法以分配功率小于目标功率为结束条件，这是非常不合理的。

发明内容

针对现有各类方法的不足，本发明提供一种单用户OFDM系统中快速、简单的利用最优分配结果的分布规律直接进行比特分配的自适应资源分配模块的设计方法。

一种OFDM动态资源分配的方法，由自适应资源分配模块完成，它是由参数初始化模块、比特分配模块、分界线调整和判断结束条件模块依次相连接构成，该方法步骤如下：

1)开始自适应资源分配前，首先要将已知的参数值(如：目标比特数，各子信道的信道增益、噪声方差，目标误码率，每个子信道上允许传输的最大比特数，等等)输入参数初始化模块，对参数进行初始化；

1a)任意指定一个初始的分界线值η；

1b)初始化分界线的上限η_upper和下限η_lower为不可能出现的值，如10000和-1；

1c)初始化分配的总比特数的上限R_upper和下限R_lower为不可能出现的值，如10000和-1；

2)将参数初始化模块输出的参数初始值输入比特分配模块，计算各个子载波上分配的比特数；

2a)从子信道n＝1开始；

2b)对子信道n，用公式k_n＝η_n/η，将η_n对η归一化；

2c)利用(7)式，计算子信道n上分配的比特数b_n；

2d)如果b_n＜0，那么将该子信道上传送的比特数置为0，即b_n＝0；

2e)如果b_n＞R_max，那么将该子信道上传送的比特数置为R_max，即b_n＝R_max；

2f)判断n是否小于N？如果是，转向下一条；否则，转向2h)；

2g)将子载波加一，即n＝n+1，然后转向2b)；

2h)用公式计算该符号上传送的总比特数，转向步骤3)；

3)将已分配的总比特数、目标比特数、分界线的上下限和已分配总比特数的上下限输入到分界线调整和判断结束条件模块中，调整分界线的位置，并判断结束条件是否满足；