[发明专利]分布式天线MIMO-OFDMA/SDMA系统的上行资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式天线多输入多输出频分多址和空分多址(MIMO-OFDMA/SDMA)系统的上行资源分配方法，特别是涉及子载波分配和相应的功率分配方法，属于无线通信中的无线资源管理领域。

技术背景

分布式天线系统(DAS)将若干个从属于基站侧的天线分散开来放在小区的不同位置，减小了天线离移动台的平均距离，使频谱利用率较传统的将多个天线放在小区中心的集中式天线系统(CAS)有极大提高，因而成为目前的研究热点之一。正交频分复用技术(OFDM)技术由于其抗衰落、高频谱利用率等优点，已经成为未来移动通信系统的关键技术之一。

作为一种特殊的混合多址接入系统，分布式天线MIMO-OFDMA/SDMA系统在OFDM的每个子载波上引入空分多址(SDMA)，大大提高了频谱利用率，增加了系统容量，具有广阔的应用前景。与传统OFDMA问题类似，分布式天线MIMO-OFDMA/SDMA系统资源分配问题涉及子载波分配和功率分配。但由于不同用户可以共享同一子载波，存在于不同用户之间的共道干扰，使得资源分配问题变得更加复杂，对无线资源管理提出更高的要求。当前无线资源分配问题研究的热点是每个子载波只允许一个用户使用的OFDMA系统资源分配问题。文献“Wong C Y，Cheng R S.MultiuserOFDM with adaptive subcarrier bit and power allocation，IEEE Journal on Selected Areas inCommunications[J].1999，17(10)：1747～1758”研究了下行OFDMA资源分配问题；文献“Kim H，Kim Y，Han S L，et al.Joint subcarrier and power allocation in uplink OFDMAsystems[J].IEEE Communications Letters，2005，9(6)：526～528.”和“Ng C Y，Sung C W.Lowcomplexity subcarrier and power allocation for utility maximization in uplink OFDMAsystems[J].IEEE Transactions on Wireless Communications，2008，17(5)：1657～1667”研究了上行OFDMA资源分配问题；文献“Bolcshei H，Gesbert D.On the capacity ofOFDM-based spatial multiplexing systems[J].IEEE Transaction on Information Theory，2005，51(2)：506～522”从理论上分析了OFDM-SDMA系统的容量，文中结果显示，OFDM-SDMA较OFDMA系统能够较显著地提升系统容量；文献“Koutsopoulos I，Tassiulas L.Adaptive resource allocation in SDMA-based wireless broadband networks withOFDM signaling[C]//INFCOM 2002.New York，USA，2002：1376～1385”和“Bartolome D，Perez-Neira A I，Practical implementation of bit loading schemes for multiantenna multiuserwireless OFDM systems[J].IEEE Transaction on Communications，2007，55(8)：1577～1587”研究了OFDM-SDMA系统下行资源分配问题，在基站发射总功率约束条件下，最大化下行系统吞吐量。上行链路中，由于存在单用户最大功率约束，其资源分配问题比下行链路中显得更加复杂。文献“Zhang Y J，Letaief K B.Adaptive resource allocation formulti-access MIMO-OFDM systems with matched filtering[J].IEEE Transaction on WirelessCommunications，2005，53(11)：1810～1816”中针对MIMO-OFDM上行链路，以每个用户最低速率为约束，以最小化所有用户功率之和为优化目标，但文中没有考虑单用户功率约束。

发明内容