[发明专利]一种OFDMA中继系统的资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信系统的资源分配方法，尤其是涉及一种OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址接入)中继系统的资源分配方法。

背景技术

OFDMA是基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex，正交频分复用)调制方式的一种无线接入方式，它具有传输速率高、资源分配灵活、能同时支持多个用户等特点，被认为是下一代宽带无线接入方式的关键技术，已经应用于IEEE802.16d/e等标准中。OFDMA系统将传输宽带划分成正交的互不重叠的一系列子载波集，将不同的子载波集分配给不同的用户实现多址。

含有中继的OFDMA系统的资源分配问题是一种子载波分配、功率分配、比特分配、自适应调制和中继选择的联合优化问题，这是一个NP问题(多项式复杂程度的非确定性问题)。传统的解决方法是为各个用户分配固定的子载波和中继，然后根据子载波和中继的分配方案进行功率分配、比特分配和自适应调制，由于该解决方法分配的子载波和中继是固定的，所以不能很好的适应无线通信环境的变化，如障碍物的影响、环境温度的变化等情况，从而导致部分用户通信不畅，系统资源利用率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种保证各用户获得的速率满足不同的业务需求、有效避免远近效应，且资源利用率高的OFDMA中继系统的资源分配方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种OFDMA中继系统的资源分配方法，包括以下具体处理步骤：

(1)获得OFDMA中继系统的每个用户的可分配的子载波数和初始未被分配的子载波数：根据比例速率约束OFDMA中继系统的中继用户通过中继从基站获得子载波需要两个时隙和OFDMA中继系统的子载波总数N，求得每个用户的可分配的子载波数为以及初始未被分配的子载波数N^*，其中，M₁为OFDMA中继系统的直传用户总数，M为OFDMA中继系统的用户总数，R_m′为第m，m∈[1，M]个用户的业务需要的传输速率，θ_m为R_m′对应的比值，i∈[1，M₁]，N_i′为第i个直传用户的可分配的子载波数，j∈[M₁+1，M]，N_j′为第j个中继用户的可分配的子载波数，为取下整；

 (2)将子载波及其相应的中继分配给各个用户：

(a)先给每个直传用户分配一个最优子载波；第i个直传用户获得的最优子载波为第i个直传用户按平均功率法获得的理论传输速率为R_i，其中，arg()为取参数函数，max()为取最大值函数，Ω_N为OFDMA中继系统中的所有的子载波集合，H_S，i，n为第i个直传用户通过直传链路S-i从基站S获得的第n个子载波上的信道增益，B为OFDMA中继系统可用带宽，p为OFDMA中继系统分给每个子载波上的平均功率，P_T为OFDMA中继系统的总发送功率；

(b)接着给每个中继用户分配一个最优子载波和传输该最优子载波的相应中继；第j个中继用户获得的最优子载波和传输该最优子载波的相应中继对为第j个中继用户按平均功率法获得的理论传输速率为R_j，其中，Ω_K为OFDMA中继系统中的所有中继的集合，为第j个中继用户经过接入链路k-j从中继k获得第n个子载波的等效接收信噪比，根据用户速率最大化要求需要满足的条件获得，为中继k通过中继链路S-k从基站S获得的第n个子载波上的功率，为中继k通过中继链路S-k从基站S获取的子载波n上的信道增益，p_k，j，n为第j个中继用户通过接入链路k-j从中继k获得的第n个子载波上的功率，H_k，j，n为中继用户j通过接入链路k-j从中继k获得的第n个子载波上的信道增益；