[发明专利]基于网络编码的OFDMA网络上下行资源联合分配方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信中的无线资源管理技术领域，具体涉及一种基于网络编码的OFDMA系统上下行资源联合分配方法。

背景技术

随着人类社会信息化的加速，整个社会对信息通信的需求水平明显提升，可以说信息通信对人类社会的价值和贡献将远远超过通信本身，信息通信将成为维持整个社会生态系统正常运转的信息大动脉。2012年国际电信联盟将LTE-Advanced(Long Term Evolution-Advanced,LTE-Advanced)和Wireless MAN-Advanced技术规范确立为第四代移动通信(Forth Generation,4G)的国际标准。在这两大技术标准中，均采用了正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)作为其关键技术之一。OFDMA是从正交频分复用技术发展而来的一种多址接入技术，其实现是为各用户分配一个或一组子信道，其子载波的正交性和多用户分集使得系统能够提供灵活的资源分配机制。在OFDMA系统中使用资源分配技术可以根据信道条件和业务需求，灵活地向用户分配子载波和功率等资源，有效提高无线信号的传输质量以及业务的服务质量。OFDMA系统资源分配技术已经成为当前无线通信领域一个重要的研究热点。

随无线传输技术快速的发展，大量新型的业务类型开始在无线网络上部署，对资源分配技术也提出了很多新的需求。例如一些无线交互业务，如无线网络电话、无线视频会议、无线网络游戏等，用户的满意度是受到上下行链路效用共同影响的，单独提高上行或者下行效用并不能使用户的整体满意度得到有效提升，反而会产生过多的资源浪费。现有的OFDMA系统资源分配方法，通常将上行和下行链路分开进行考虑，将关注的焦点集中于优化上行或下行其中一条链路，显然无法满足交互业务同时对上下行链路都有性能要求的特殊需求。当网络中具有交互业务用户时，为了有效的提升系统整体表现，在资源分配过程中，应针对交互业务特殊要求，全面考虑上行和下行链路信道条件以及业务需求，在上下行链路联合进行资源分配优化，即进行上下行资源联合分配，这对减少系统资源浪费和进一步提高无线网络的整体性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种OFDMA系统中基于网络编码的上下行资源联合分配方法，可以更好地适应对称交互业务的特征，减少资源浪费，从而更加有效地分配系统资源，提升系统在吞吐量、上下行链路资源利用率等多方面的性能。

本发明是通过以下技术方案实现的，具体步骤为：

步骤1、建立基于网络编码的对称交互业务数据交互策略；所述的对称交互业务为处于同一个小区内的两个用户通过基站相互发送数据，且数据发送速率相等的通信业务，具体策略是：

两个交互业务用户的上行数据到达基站后，基站对数据进行网络编码，之后再进行转发；两个用户接收到基站数据后，利用自己发送的数据将接收到的数据进行解码，即可得到对方用户发送的数据；具体流程如下：

第1步、两个用户通过各自上行信道分别将数据发送到基站；

第2步、基站对接收的两个用户数据进行异或运算；

第3步、基站将异或运算所得的数据以多播方式下行发送给两个用户，两个用户接收到基站数据后，分别将接收到的数据与自己发送的数据进行一次异或运算即可得到对方用户发送的数据；

两个交互业务用户A和B的交互速率其中为用户A的最大上行速率，为用户B的最大上行速率，为用户A的最大下行速率，为用户B的最大下行速率；

一对对称交互业务用户A和B具有相等的交互速率，二者互为目的节点，组成一条交互链路，交互链路的最大上行速率R^U由两个用户最大上行速率的较小值决定，在下行方向，基站以多播的方式向交互业务用户发送数据，每一对交互业务用户所占用的下行子载波相同，两个交互业务用户最大下行速率相等,交互链路的最大下行速率交互链路的最大下行速率R^D小于等于最大上行速率R^U；同时，为了减少资源浪费，交互链路的最大上行速率R^U应与最大下行速率R^D尽可能接近；因此，两个交互业务用户的交互速率R由交互链路的最大上下行速率的较小值决定，