[发明专利]一种资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别涉及应用于多小区正交频分复用（OFDMA）环境的资源分配方法。

背景技术

目前，在多小区OFDMA环境下的资源分配方法主要包括中心式的资源分配方法和分布式的资源分配方法两种。

其中，中心式的资源分配方法需要一个中心控制器（CU）来完成资源分配的过程。在进行资源分配时，CU需要获知整个多小区OFDMA网络中所有用户在所有信道上的信道信息，然后再根据所有用户在所有信道上的信道信息在整个网络中进行统一的资源分配。很显然，这种中心式的资源分配方法可以获得很好的资源利用率，也可以实现基站间的合作传输，但是由于带宽限制、反馈延迟和用户设备限制等原因，在实际的应用中CU同时获得整个网络中所有用户在所有信道上的信道信息是很难实现的，这使得中心式的资源分配方法很难在实际应用中使用。另外，上述中心式的资源分配方法对CU的处理能力的要求很高，而且网络越大，CU的复杂度就越高。

在分布式的资源分配方法中，CU不需要获知整个网络中所有用户在所有信道上的信道信息，因此分布式的资源分配方法比中心式资源分配方法更容易实现，更适合在实际中应用。而且分布式的资源分配方法可以有效解决中心式资源分配方法中CU复杂度较高的问题。但是，现有的分布式资源分配方法要么为静态算法，复杂度低但性能差；要么为准静态或动态算法，性能好但计算复杂度较高。

目前，现有常用的静态分布式资源分配方法主要包括频率复用因子3（Reuse-3）方法和软频率复用方法（FFR，fractional frequency reuse）。其中，频率复用因子3的主要思想是将所有的子信道分成3份，每个小区都能得到1/3的信道，并且包围一个小区的6个小区都使用和它不同的子信道。这样，任意三个相邻的小区都使用互相正交的子信道，并且各占总信道的1/3。这种方法可以简单而有效的解决小区间干扰的问题，但是其缺点也比较明显，相比频率复用因子为1的方法，其频谱利用率只有1/3。软频率复用方法是将所有的用户根据用户距离小区基站的远近分为小区中心用户和小区边缘用户。所有的子信道被分为两份，各占1/2，所有的小区中心用户公用总信道中的1/2；每个小区的边缘用户则使用另外1/2子信道中的1/3，也就是所有子信道中的1/6，类似于频率复用因子3的方法，任意相邻的3个小区的边缘用户都使用互不相同的子信道。这种方法较频率复用因子3的方法更加灵活，并且频率复用因子为大于1小于2的分数，所以称为软频率复用方法。

现有的准静态或动态分布式资源分配方法基本上都是采用博弈论的算法实现的。下面简要描述一下一种典型的基于虚拟裁判的博弈算法的资源分配过程：

第一步，初始化：设置每个用户的传输速率Ri，并假设每个用户的传输信道集合Si包括了所有子信道；

第二步，让每一个用户按照进行博弈，即在满足传输速率的基础上，减少用户所在信道的发射功率（通过设定发射功率的值仅取0或1达到信道分配目的）；

第三步，检查是否达到纳什均衡点（NEP），如果是，则跳至第四步，否则，跳回第二步；

第四步，对最大设定功率下任然不能达到设定传输速率Ri的用户，使其按照进行博弈，即功率达到最大设定值的情况下，使其传输速率最大。（通过设定发射功率的值仅取0或1达到信道分配目的），如果博弈收敛，跳至第五步，否则跳至第二步；