[发明专利]一种低复杂度的基于子载波分配的混合功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种资源分配方法。

背景技术

OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)在提高频谱效率方面被认为是未来无线通信系统中最有前途的多址接入技术之一，它能够实现数据的高速传输。相应地，这些能够实现数据的高速传输的系统的媒体接入控制层，由于子载波对不同的用户经历的信道衰落不同，因此合理有效分配用户的子载波和功率，就会提高资源的利用效率。

目前OFDMA系统存在两种资源分配方案，即：静态的资源分配方案和动态资源分配方案。静态的资源分配方案，例如TDMA，FDMA系统中，为每个用户独立地分配时隙或子信道。但这种资源分配方案由于没有考虑当前信道条件，固定资源分配不是最优的。动态分配是根据信道条件自适应的分配无线资源，因此相对于静态的资源分配，动态分配由于利用了多用户分集从而获得了更高的性能。

等功率分配是最简单的功率分配方法，而注水功率分配在不考虑复杂度时是最优的功率分配方法，它能够使绝大多数发射信号的功率都集中在信道衰减较小的频带范围内。在多用户OFDM系统中，为最大化某一特定子载波的数据速率，多用户的子载波分配策略是子载波只分配给信道增益最好的用户。也就是说，子载波信道增益越强，发射机分配给它的功率就越大，从而充分利用更好的信道条件，而对于比较差的子载波，则分配较少的功率，甚至不分配。跟等功率分配相比，由于不考虑信道增益，将所有的功率平均的分配给每个用户，因此相比注水功率分配来说，获得的频率分集增益较小。

目前存在的OFDMA系统的资源分配方法，主要存在两个问题，一、对于OFDMA小区边缘的用户，由于相邻的小区占用了相同的子载波资源，导致小区间干扰比较大，而且，边缘用户离基站较远，信干比相对较小，在小区中心使用的高阶调制却很难应用到小区边缘。这就导致了虽然整个小区的吞吐量很大，但小区边缘的用户的频谱效率却很低；二、尽管注水方法是最好的功率分配方法，当子载波的平均信噪比很高的情况下，注水分配方法和等功率分配方法之间的差异是可以忽略的。注水分配方法虽然是可以很好的求出最优的功率分配，但是如果整个小区都使用注水分配方法，复杂度随着子载波和用户数的增加而变得非常高。

发明内容

本发明是为了解决现有OFDMA系统在大规模应用时，注水功率分配导致系统的复杂度高的问题，从而提供一种低复杂度的基于子载波分配的混合功率分配方法。

一种低复杂度的基于子载波分配的混合功率分配方法，它由以下步骤实现：

步骤一、根据地理位置信息将小区内的用户划分为中心区域用户和边缘区域用户；

步骤二、基站按照边缘区域用户的子载波增益由大到小的顺序对步骤一中获得的边缘区域用户的子载波进行排列；

步骤三、设定资源分配器的门限，并逐一判断每个边缘小区用户的子载波增益是否超过所述门限，对于未超过所述门限的子载波，则结束对该子载波的功率分配；将所有子载波数量超过门限的边缘小区用户，按每个用户超过门限的子载波数量值由小到大的顺序进行排列；

步骤四、按照步骤三中的顺序，边缘小区用户依次选择对于该边缘小区用户具有最大信道增益的第A个子载波，当所述子载波未被分配时，将该子载波作为该边缘小区用户的选择到的第A个子载波；当所述子载波已被分配时，则将相对于该边缘小区用户次最优的子载波作为选择到的第A个子载波；

步骤五、逐一判断步骤四中的边缘小区用户是否满足所需要的子载波，对于满足所需要的子载波的边缘小区用户，则结束对该边缘小区用户的子载波分配；将A的取值加1，并返回执行步骤四，直到所有边缘小区用户全部满足所需要的子载波；

步骤六、对中心区域用户采用等功率方法进行功率分配；

步骤七、对边缘区域用户采用注水算法进行功率分配；完成小区内用户的功率分配；

N的初始值为1。

有益效果：发明的方法首先子载波的增益的排序只在小区边缘用户之间进行，不需要整个小区的用户进行排序，同时，对用户根据超过门限的子载波数量大小进行排序，数量小的用户优先选择子载波，保证了用户的公平性；在小区中心使用等功率分配，相对于现有的在整个小区使用注水算法的功率分配方法，大大减少了功率分配的复杂度，同时相对于等功率分配算法，系统性能得以提高，同比提高2％左右。

附图说明