[发明专利]单载波频分多址中继系统中的资源分配方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种单载波频分多址中继系统中的资源分配方法。

背景技术

在未来的移动通信系统中，高带宽、高速率的数据服务是必不可少的，这就要求无线通信技术能有效消除无线信道衰落对传输的不利影响，并达到更高的频谱效率，同时还要兼顾用户间的公平性。

单载波频分多址（single carrier frequency division multiple access，SC-FDMA）是除正交频分多址（orthogonal frequency division multiple access，OFDMA）之外的一种适合于宽带移动通信的多址接入技术。SC-FDMA 与OFDMA 具有相似的总体性能和计算复杂度，但由于SC-FDMA 采用单载波调制，其发送信号的功率峰均比较低，因此，SC-FDMA 更适合被用于上行链路。目前SC-FDMA 已被下一代移动通信系统3GPP-LTE 以及LTE-Advanced 标准采纳为上行多址接入方案。

另一方面，随着带宽需求的增大，数据率的提高，为对抗恶劣的无线传输环境，提高无线传输的频谱效率并改善链路的可靠性，先进的调制编码和多天线（multiple input multiple output, MIMO）技术得以广泛应用，然而，由于受移动终端的体积等其它因素限制，终端上较难配置多根天线。近年来的新型无线中继协作通信技术，通过让参与通信的各实体之间相互协作共享，形成“虚拟天线阵”，提升了传输性能。3GPP-LTE-Advanced标准也采纳协作中继技术提高小区覆盖范围、扩大系统容量和提供热点覆盖。中继协助的SC-FDMA 系统能在大范围衰落的环境中得到空间分集增益，降低无线信道衰落对传输可靠性的影响，并且增加可达的系统吞吐量。

在SC-FDMA中继系统中采用灵活的资源分配可以进一步改善系统性能。但不同于OFDMA 系统中一个用户可以任意地分得多个子信道，在SC-FDMA 系统中，用户只能被分配相邻的多个子信道(如图1 所示)，这使得SC-FDMA 系统的资源分配成为了一个较为复杂的组合优化问题。I. C. Wong等人提出的最优算法以最大化系统吞吐量为目标，将原始问题转化为集合划分问题，并借鉴其在运筹学中的研究成果，求出该资源分配的最优解（参见文献“I. C. Wong, O. Oteri, and W. McCoy. Optimal Resource Allocation in Uplink SC-FDMA Systems [J], IEEE Transactions on Wireless Communications. 2009, 8(5): 2161 - 2165.”，）该算法虽然保证了高的吞吐量，但计算复杂度很高，且系统的公平性很差。

为了保证用户之间的公平性，S.-B. Lee 等人提出将正比公平分组调度算法应用在SC-FDMA 系统中（参见文献“S.-B. Lee, I. Pefkianakis, A. Meyerson, S. Xu, S. Lu. Proportional Fair Frequency-Domain Packet Scheduling for 3GPP LTE Uplink [C], Proceedings of IEEE INFOCOM’ 09. Rio de Janeiro, Brazil: IEEE Press, 2009:2611-2615”。）他们提出的贪婪试探性算法以最大化系统的对数效用函数                                                为目标，既保证了系统吞吐量，又考虑了用户间的公平性，但该算法易受到频域小范围变化的影响，无法达到理想的频谱利用率。针对上述算法的不足，他们又提出一种改进型的分组式贪婪算法，但在该算法中资源块分组的长度是固定的，缺乏灵活性，因此与最优算法的性能仍有一定差距。而且这些文献都没有考虑资源分配算法在中继协助的SC-FDMA 系统中的应用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种SC-FDMA中继系统中的资源分配方法，以保证用户在正比公平性的条件下，灵活地自适应分配资源块，最终提升用户间的公平性，并提高系统的频谱效率。

本发明提供的SC-FDMA中继系统中的资源分配方法，具体步骤如下：

步骤1：基站接收用户和中继反馈的最新信道状态信息，并调用前期资源块分配过程执行后的传输数据速率均值。