[发明专利]一种联合子载波和人工蜂群算法的OFDMA自适应资源分配方法

摘要

本发明涉及一种联合子载波和人工蜂群算法的OFDMA自适应资源分配方案，即：自适应子载波－人工蜂群资源分配(Adaptive Subcarrier‑Artificial Bee Colony Resource Allocation,AS‑ABCRA)方案。该方案主要通过子载波分配和基于人工蜂群算法的功率分配两步来实现。为了最大化系统容量，在子载波分配中通过松弛用户间的速率比例约束条件将所有子载波分配给每个用户。由于仅进行子载波分配并不能同时兼顾用户的公平性和系统容量，更不能充分利用多用户的分集增益。所以，在功率分配中采用一种基于人工蜂群(Artificial Bee Colony,ABC)算法的功率分配算法对各个用户进行功率分配，并利用等功率的分配方式对每个用户所分配得到的子载波进行子载波间的功率分配。最终，在兼顾用户公平性的同时，也使OFDMA系统的容量达到最大化。

主权项

一种联合子载波和人工蜂群算法的OFDMA自适应资源分配方案，其特征在于，包括：本发明针对正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)自适应资源分配中用户的公平性和系统容量之间的问题，提出了一种联合子载波和人工蜂群算法的自适应分配方案，即：自适应子载波－人工蜂群资源分配(Adaptive Subcarrier‑Artificial Bee Colony Resource Allocation,AS‑ABCRA)方案。在进行功率分配前，必须完成用户间的子载波分配。而在子载波分配中，首先通过松弛用户的速率比例约束来确定每个用户应该被分配的子载波数量，然后在所有子载波之间平均分配总功率的前提下，按照最小比例速率用户优先选择子载波的方式实现子载波的分配。由于仅进行子载波分配并不能同时兼顾用户的公平性和系统容量，更不能充分利用多用户的分集增益。所以在子载波分配完成后，还需要在功率分配中利用子载波分配后的结果进行功率寻优。本发明提出了一种新的AS‑ABCRA方案，并且通过AS‑ABCRA的全局搜索实现在所有用户之间的功率寻优，同时利用等功率的分配方式在每个用户所得到的子载波间进行子载波间的功率分配，最终在兼顾用户公平性的同时，OFDMA系统的容量达到最大化。从理论和仿真结果中可以得出，本发明提出的方案不仅保证了所有用户的公平性，同时也有效地提高了OFDMA系统的吞吐量，说明了本发明方案是在用户的公平性和系统容量之间的折中，进而证明了本发明方案AS‑ABCRA的有效性。