[发明专利]一种用于OFDMA系统中的动态资源分配方法

说明书

技术领域

本发明属于无线与移动通信技术领域，具体涉及OFDMA系统中的动态资源分配方法。

背景技术

随着数据业务的广泛兴起以及移动互联网的迅猛发展，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。在当前众多无线解决方案中，正交频分复用（OFDM）以其高频谱利用率以及强抗干扰能力的优点受到了广泛重视。但是，在传统的OFDMA系统中，系统的性能却要受到最差子信道的限制。为了减少这种限制，以便更充分的利用系统资源(带宽和功率)，可以采用动态自适应技术。现有资源分配方法基本上只关注频谱效率的提高，而忽视能量效率，且已有的OFDM能效与谱效折中的方法复杂度过高，需要不断逐步迭代逼近搜索以求得最优功率分配。Greedy算法是最早提出的用于功率受限下最大化频谱效率的算法，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，但是该算法复杂度过高，且没有考虑能量效率的问题；X.Cong等人提出了一种利用区间搜索的JIDO算法，该算法虽然可以在能够很好地处理频谱效率与能量效率有效折中，但是由于需要在很大范围内查找最优功率分配，在实际的信道条件下复杂度仍然过高。具体可参见文献X.Cong,G.Y.Li,Z.Shunqing,C.Yan,and X.Shugong,Energy and Spectral-Efficiency Tradeoff in Downlink OFDMA Networks,Wireless Communications,IEEE Transactions on,vol.10,pp.3874-3886,2011.

发明内容

本发明的目的是解决上行OFDMA系统中现有的资源分配方法存在的上述问题，提出了一种用于OFDMA系统中的动态资源分配方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于OFDMA系统中的动态资源分配方法，包括：(1)参数初始化步骤；(2)子载波调度步骤；(3)功率分配步骤；其中，

所述参数初始化步骤具体包括初始化如下参数：

系统带宽B，子载波数目N，用户数目K，各用户要求的最小速率各用户在各子信道的信道增益h_k，n，其中，k=1,2,…,K;n=1,2,…,N，噪声功率σ²，目标误比特率P_k，e’各用户允许的最大传输功率P_k，max，各用户电路功率P_k，ckt，信噪比差额Γ，单个子载波带宽W，各用户在各信道的信道增益噪声比γ_k,n；

所述子载波调度步骤对所有子载波进行分配，分配给不同的用户，具体包括如下分步骤：

(21).把每个用户已分配的子载波集合N_k设为空集未分配子载波集合为全集S={1,2,…,N}，各用户已分配的子载波数目m_k=0，未分配子载波的用户集合记为K_E，临时用户集合为D={1,2,…,K}；

(22).选取每个用户最差的子信道，计算出各用户采用最大功率发射时所能达到的最大传输速率，记为并将该传输速率作为参考速率；

(23).选取临时用户集合D中所有用户在子载波集合S中信道质量最好的子载波序号，记为n_k，并计算各用户最大传输功率发射所能达到的最大传输速率

(24).计算所有用户的速率增量从临时用户集合D中选取速率增量最大的用户序号选取步骤(23)中对应的子载波分给用户更新该用户已分配的子载波集合、各用户已分配的子载波数目、参考速率、未分配子载波集合、未分配子载波的用户集合；当剩余未分配子载波数目等于集合K_E中用户数目时，D=K_E；

(25).重复步骤（23）至（24），直至所有子载波都分配完毕；

所述功率分配步骤根据已分配的子载波集合，进行各用户功率分配，具体包括如下步骤：

(31).计算各个用户在已分配子载波集合发送最小速率时所需的最小功率P_k，min；

(32).计算出各个用户在已分配子载波集合上无功率限制要求及无速率约束条件下的功率