[发明专利]一种适用于蜂窝中继系统的子载波和功率分配方法

摘要

本发明公开了一种适用于蜂窝中继系统的子载波和功率分配方法。基站通过专用控制信道收集系统中所有链路的信道状态信息，根据蜂窝中继系统的帧结构特点以及子载波和功率资源配置特点，分别完成下行接入域和下行中继域的子载波和功率联合分配，并通过专用控制信道将分配结果反馈给中继站，然后基站和中继站使用分配的子载波和发射功率完成数据传输。采用本发明所公开的方法，在下行接入域子载波分配过程中同时考虑了链路在子载波上的信道状态和接入站可供分配的发射功率，有效地提高了资源的利用效率；下行中继域在下行接入域分配基础上最大化系统有效吞吐量，系统总有效吞吐量有较大提高。

主权项

1.一种适用于蜂窝中继系统的子载波和功率分配方法，其特征在于包括下行接入域分配阶段和下行中继域分配阶段：下行接入域分配阶段包括如下步骤：1)参数初始化未分配子载波集合N_blank＝{1，2，…，N}，接入站m，包括基站和中继，m＝0表示基站，m≠0表示中继站，子载波分配集合置dm,k,n=0,∀m,∀k,∀n;]]>2)子载波分配包括如下步骤：a)接入站m将子载波集合Nmavailable=Nm∪Nblank]]>内的子载波n分配给接入站m与用户k之间的链路(m，k)＝arg max g_m，k，n，直至N_m^available内子载波被全部分配，并将接入站总功率P_m在子载波分配结果基础上进行分配，即：pm,k,n=max(λm-σ2gm,k,n,0)]]>其中λ_m为注水线，g_m，k，n为接入站m与用户k之间链路在子载波n上的信道增益，σ²为热噪声功率谱密度；b)选择(m*,k*,n*)=argmax(m,k,n)pm,k,ngm,k,n;]]>c)将子载波n^*分配给接入站m^*与用户k^*之间的链路，置dm*,k*,n*=1,]]>同时更新未分配子载波集合N_blank＝N_blank-n^*，接入站m^*子载波分配集合Nm*=Nm*+n*;]]>d)重复过程步骤a)到步骤c)，直至时转入步骤3)；3)功率分配将接入站m的发射功率P_m分配到子载波分配集合N_m的所有子载波上，接入站m与用户之k间链路在子载波n上发射功率为：pm,k,n=max(λm-σ2gm,k,n,0)]]>其中λ_m为注水线；4)中继站m，在下行中继域的速率需求：rm=Σk∈UmΣn=1Mdm,k,nBNlog(1+pm,k,ngm,k,nBNΓσ2)]]>其中，Γ为信噪比差，U_m为附着在中继站m上的用户集合，转入下行中继域分配阶段；下行中继域分配阶段包括如下步骤：5)参数初始化未分配子载波集合N_blank＝{1，2，…，N}，中继站m的子载波分配集合当前分配过程已经获得的速率R_m＝0，基站的发射功率在每个子载波上平均分配；6)子载波分配包括如下步骤：e)中继站m使用未分配子载波集合N_blank内子载波n时，获得的传输速率：Rm,n=BNlog(1+p0,m,ng0,m,nBNΓσ2)]]>f)将子载波n分配给基站与中继站m*=argmaxm∈{1,2,···,M}(min(Rm,n,rm-Rm))]]>之间的链路；g)更新N_blank＝N_blank-n，Nm*=Nm*+n,]]>R_m＝R_m+R_m，n；h)重复步骤e)到步骤g)，直至未分配子载波集合