[发明专利]一种基于速率自适应的OFDMA资源分配方法

权利要求书

1.一种基于速率自适应的OFDMA资源分配方法，其特征在于包括以下步骤：

①根据每个用户预设的速率要求对应的比例系数，确定初始分配给每个用户的子载波数目，将初始分配给第k个用户的子载波数目记为N_k′，然后根据初始分配给K个用户的子载波数目，计算初始未被分配的子载波数目，记为N^*，其中，1≤k≤K，K表示用户总数，N表示子载波总数；

②根据初始分配给每个用户的子载波数目，为每个用户分配应被分配的子载波，在分配过程中总是优先给速率要求与对应的比例系数之比最小的用户分配相对信道增益最好的信道，直至所有用户初始应被分配的子载波数目得到满足；然后将剩下的子载波分配给相对信道增益最大的用户；

③在分配给每个用户的每个子载波上进行功率分配，将分配给第k个用户的第n个子载波上的功率记为P_k,n。

2.根据权利要求1所述的一种基于速率自适应的OFDMA资源分配方法，其特征在于所述的步骤①中初始分配给第k个用户的子载波数目N_k′的确定过程为：假设第k个用户预设的速率要求对应的比例系数为θ_k，则根据θ_k计算初始分配给第k个用户的子载波数目N_k′，其中，θ_i表示第i个用户的速率要求对应的比例系数，为向下取整符号。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于速率自适应的OFDMA资源分配方法，其特征在于所述的步骤②的具体过程为：

②-1、将每个用户的速率要求初始化为0，将子载波集合记为Ω_N，Ω_N={z₁,z₂,…,z_n,…,z_N}，将用户集合记为Ω_K，Ω_K={u₁,u₂,…,u_k,…,u_K}，将平均功率记为p，将第k个用户所对应的第n个子载波是否被分配的加权因子记为ρ_k,n，ρ_k，n=1表示第k个用户所对应的第n个子载波已被分配，ρ_k,n=0表示第k个用户所对应的第n个子载波未被分配，其中，1≤n≤N，z₁表示第1个子载波，z₂表示第2个子载波，z_n表示第n个子载波，z_N表示第N个子载波，u₁表示第1个用户，u₂表示第2个用户，u_k表示第k个用户，u_K表示第K个用户，P_total表示总的发送功率；

②-2、初始给每个用户分配相对信道增益最好的一个子载波，然后将已分配的子载波从子载波集合Ω_N中删除，再更新初始分配给每个用户的子载波数目和每个用户的速率要求；对于第k个用户u_k，找出最大的信道增益所对应的子载波，假设找出的子载波为第n个子载波z_n，则将第n个子载波z_n分配给第k个用户u_k，然后将第n个子载波z_n从子载波集合Ω_N中删除，接着更新初始分配给第k个用户u_k的子载波数目N_k′=N_k′-1，并更新第k个用户u_k的速率要求R_k，再将ρ_k,n的值置为1用于表示第n个子载波被分配给第k个用户，其中，N_k′=N_k′-1中“=”为赋值符号，B表示信道带宽，H_k，n表示第k个用户u_k在第n个子载波z_n上的相对信道增益，H_k,n＝|h_k，n|²/δ²，h_k,n表示第k个用户u_k在第n个子载波z_n上的冲击响应，δ²表示加性高斯白噪声方差，“||”为取绝对值符号；

②-3、判断||Ω_N||>N^*是否成立，如果成立，则执行步骤②-4，否则，执行步骤②-5，其中，||Ω_N||表示删除已分配子载波后的子载波集合Ω_N中的子载波的个数；

②-4、分配应被分配的子载波：将应被分配的子载波中还未被分配的子载波继续分配给每个用户，在分配过程中首先找出速率要求与对应的比例系数之比最小的用户，假设找出的用户为第k个用户u_k，则再找出第k个用户u_k的最大的信道增益所对应的子载波，假设找出的子载波为第n个子载波z_n，则当N_k′>0时将第n个子载波z_n分配给第k个用户u_k，然后将第n个子载波_zn从子载波集合Ω_N中删除，接着更新初始分配给第k个用户u_k的子载波数目N_k′=N_k′-1，并更新第k个用户u_k的速率要求R_k，之后将ρ_k,n的值置为1用于表示第n个子载波被分配给第k个用户，当N_k′=0时将k个用户从用户集合Ω_K中删除，再返回步骤②-3继续执行，其中，Rk=Rk+BNlog2(1+pHk,n)]]>中“=”为赋值符号，Rk=Rk+BNlog2(1+pHk,n)]]>中“=”左边的R_k表示更新后第k个用户u_k的速率要求，“=”右边的R_k表示更新前第k个用户u_k的速率要求；

②-5、分配剩余的子载波：将剩下的N^*个子载波分配给每个用户，具体过程为：为这N^*个子载波分别找出相对信道增益最大的用户，对于这N^*个子载波中的第n^*个子载波，假设该第n^*个子载波为N个子载波中的第n个子载波，并假设找出的相对信道增益最大的用户为第k个用户u_k，则将第n个子载波z_n分配给第k个用户u_k，接着更新初始未被分配的子载波数目N^*=N^*-1，并更新第k个用户u_k的速率要求R_k，再将ρ_k,n的值置为1用于表示第n个子载波被分配给第k个用户，其中，1≤n^*≤N^*，N^*=N^*-1中“=”为赋值符号，中“=”为赋值符号，中“=”左边的R_k表示更新后第k个用户u_k的速率要求，“=”右边的R_k表示更新前第k个用户u_k的速率要求。

4.根据权利要求3所述的一种基于速率自适应的OFDMA资源分配方法，其特征在于所述的步骤③中分配给第k个用户的第n个子载波上的功率P_k,n的具体获取过程为：

③-1、在K个用户间进行功率分配，将分配给第k个用户的总功率记为P_k,tot，其中，1≤k≤K，K表示用户总数，θ_k表示第k个用户预设的速率要求对应的比例系数，θ_i表示第i个用户的速率要求对应的比例系数，P_total表示总的发送功率；

③-2、在分配给每个用户的每个子载波上进行功率分配，对于第k个用户，假设最终分配给其的子载波为第1个子载波至第N_k个子载波，则将这N_k个子载波中的第n'个子载波上分配的功率记为P_k,n′，其中，1<N_k<N，1≤n′≤N_k，N_k表示最终分配给第k个用户的子载波数目，H_kn′表示第k个用户在这N_k个子载波中的第n'个子载波上对应的相对信道增益，H_k，i′表示第k个用户在这N_k个子载波中的第i'个子载波上对应的相对信道增益。