[发明专利]一种功率最小化的子载波分配算法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体地说，涉及一种能够使基站 发送功率最小化的子载波分配算法。

背景技术

随着各种网络接入技术的快速普及，无线服务的业务需求在快速 增长，信息与通信技术的能源消耗越来越多。无论是从环境保护还是 从经济发展的角度来考虑，提高能量效率，降低网络的能量消耗，已 成为未来移动蜂窝网络的越来越重要的问题。

传统蜂窝网络通常按照业务负载的峰值进行设计，并保持不变。 实际上，用户在空间和时间上的分布以及业务负载的类型具有很大的 不均匀性。大部分的网络很少一直运行在峰值状态，如晚上的办公区 域、白天的居民区。根据香农信道容量公式，用户速率与可分配的带 宽或子载波数成线性关系，与发送功率成对数变化关系。因此，在保 持用户服务质量的前提下，可以对频谱和能量节省之间进行折中。尽 管带宽扩展可以节省能量，如何进一步降低活跃基站的能量消耗是一 个非常有潜力的研究方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种功率最小化的子载波分配 算法，该算法在满足用户最小速率请求的条件下，以较低的复杂度对 系统子载波进行分配，同时使系统的功率消耗最小。

本发明的技术方案为：假设每个用户都分配一个子载波，计算每 个用户添加一个子载波后的功率消耗，然后比较每个用户添加一个子 载波后的功率节省，最后把子载波分配给具有最大功率节省的用户。 所述算法具体步骤如下：

为实现上述目的，本发明一种功率最小化的子载波分配算法用于 将系统中的子载波分配给用户，使系统的功率消耗最小。该方法包括 以下步骤：

(1)参数初始化，所述参数包括用户数、系统带宽、子载波个数、 子载波带宽、每个用户的最小速率请求、及基站到每个用户的信道噪 声比；

(2)迭代初始化，分配每个用户一个子载波，并计算此时每个用 户的功率消耗；

(3)迭代过程，假设给每个用户暂时分配一个子载波，计算每个 用户的功率消耗，并计算每个用户的功率节省值；

(4)把该子载波分配给具有最大功率节省值的用户，其余用户的 子载波数保持不变，此次迭代过程结束；

(5)把剩余的子载波数按上述迭代过程依次分配给用户，直到所 有的子载波分配完毕。

进一步地，在步骤(1)中所述的最小速率请求，是满足用户服务 质量的最小发送速率。

进一步地，在步骤(2)中所述的每个用户的功率消耗，是给用户 分配一个子载波，并满足用户的最小速率请求时消耗的功率。

进一步地，在步骤(3)中所述的功率节省值，是每个用户相对上 一次子载波分配消耗功率的节省值。

进一步地，在步骤(4)中其余用户的子载波数保持不变，是相对 上一次迭代结果。

进一步地，剩余子载波依次重复步骤(3)至步骤(4)，直至所有子 载波分配完毕。

进一步地，每次迭代过程只分配一个子载波。

本发明的有益效果：本发明可以在满足用户最小速率请求的条件 下，迭代地把系统中的子载波分配给用户，从而使系统的功率消耗最 小。另外，本方法的算法复杂度低。

附图说明

图1为本发明功率最小化的子载波分配算法的流程图；

图2表示子载波随迭代过程在不同用户上的分配；

图3表示随着迭代次数变化系统总的功率消耗；

图4表示采用本发明算法与平均分配算法和穷搜算法系统功率 消耗对比。

具体实施方式

下为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图 式说明如下。本实施例的主要功能，是提供一种功率最小化子载波分 配算法，该算法在满足用户最小速率请求的条件下，以较低的复杂度 对系统子载波进行分配，同时使系统的功率消耗最小。