[发明专利]一种下行多入单出-正交频分多址多播系统资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及在基站有多条发射天线而用户只有一条发射天线的下行多播系统的资源分配，特别涉及一种下行多入单出-正交频分多址多播系统资源分配方法。

背景技术

多入多出技术（以下简称MIMO技术）可以通过空间复用显著提高无线系统的系统容量。MIMO系统中，对每个信道互相独立的用户存在以相互正交的空间特征向量（SSV）为特征的平行信道，经过空间特征向量预编码的数据可以在没有同信道干扰（CCI）的情况下同时传输。如果不同用户的空间向量是互相正交的，同时传输的用户数据在空域中可以多路复用。为了提高MIMO系统的链路性能，需要利用MIMO信道的知识以及在发射端执行预编码。作为MIMO的一种特殊情况，MISO系统中，接收端只有一根接收天线，所以只能在发射端进行预编码。

正交频分复用技术（OFDM）是一种多载波通信方式，主要思想是通过把宽带信道划分为很多带宽远小于信道相关带宽的子信道（子载波），把高速数据流划分为多个低速的数据流并分别调制到单独的子载波中。信道划分降低信道频率选择性衰落，数据流划分增加了各个载波中数据流的码间间隔，降低了码间串扰。

多入单出（MISO）系统通过基站上的多天线在空域上也可以对用户进行调度；正交频分多址（OFDMA）系统允许在时频域上对用户进行数据调度。当空域上重复利用正交频分多址OFDMA时频资源，意味着同一时频上传输多个数据流。为了完全消除同一时频上不同数据的同信道干扰，不同用户的空间向量必须是互相正交的。因此，OFDMA在不同用户间提供正交信道的时频网格，空域中MIMO技术进一步划分可用信道产生互相正交的信道。

无线多播系统中，用户被划分为多个用户组，每个用户组的用户均接收相同的数据。当每组只有单个用户，系统转化为单播系统；而但系统中只有一个组或所有用户均属于同一个用户组，则系统转化为广播系统。同单播系统一样，多播系统中必须有区分不同数据的机制；同广播系统相仿，多播系统必须保证每组的所有用户都能达到该组所要求的数据速率。因此，现有的单播和广播系统的资源分配方法均不能应用到多播系统中。

发明内容

为克服现有相关技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种下行多入单出-正交频分多址多播系统资源分配方法，是在下行的正交频分多址（OFDMA）的多入单出（MISO）多播系统，即下行MISO-OFDMA多播系统中的一种在频域和空域的资源分配方法，该方法可以实现较高的数据速率和较高的用户公平性，同时降低下行多入单出-正交频分多址多播系统资源分配的复杂度。

本发明的目的通过下述技术方案得以实现：

1)、预置所有子载波的功率估计初值，置子载波初分配迭代次数为1，迭代上限为4，开始首轮子载波初分配迭代；

所述功率估计初值的预置公式为：

设子载波数为                                                ，每个子载波平均由个用户组共享，系统总功率为，则预置的功率估计初值为，；

2)、系统中每个用户组有其数据速率要求，所有用户组组成用户组候选集合；

3)、对于任何一个未被分配的当前子载波，系统中各用户组的各个用户有对应的信道衰落系数，将各用户组中最小的信道衰落系数作为该用户组的组信道衰落系数；将用户组候选集合中各用户组的组信道衰落系数作降序排列；以用户组为单位划分降序后的组信道衰落系数以形成一个以上波束候选组；

4)、从产生的波束候选组中选出包含最少无效用户的一个波束候选组；所述无效用户为来自于不同用户组的但具有线性相关的信道矩阵的不同用户，若波束候选组仅包含一个组，则没有无效用户；

5)、若选出的波束候选组仅包含一个用户组，则该用户组获得未被分配的当前子载波；然后启动发射端预编码算法，求取获得了当前子载波的唯一用户组的发射端预编码；

6)、若选出的波速候选组包含多个用户组，则该波束候选组包含的用户组均获得当前子载波，然后对获得了当前子载波的各用户组中各用户的信道矩阵作BD分解，以求取这些用户组对应的发射端预编码；

7)、对于获得了当前子载波的用户组，用修正的香农公式计算该子载波提供的数据速率；累加当前已分配给该用户组的所有子载波所提供的数据速率，得到该用户组的当前数据速率；判断当前数据速率是否满足该用户组的数据速率要求，若满足，将该用户组从用户组候选集合中除名；若不满足，该用户组仍保留在用户组候选集合中；重复步骤3）至步骤7），直到系统中所有子载波均得到分配，再执行步骤8）；