[发明专利]一种联合子载波配对的OFDM双向中继网络资源配置方法

摘要

本发明提出了一种联合子载波配对的OFDM双向中继网络资源配置方法，其包括如下步骤：首先，选定初始向量定义载波配对矩阵θ={θ_i，j}_N×N和载波对中继选择矩阵ψ={ψ_m，i,j}_M×N×N，并赋给这两个矩阵初始值，定义然后，将初始向量λ代入Q_m,i,j，使得Q_m,i,j达到最大，得到优化的功率分配向量p；随后，利用功率分配向量p得到更新的载波对中继选择矩阵ψ；再后，利用载波对中继选择矩阵ψ更新θ得到最优的θ；最后，更新向量返回的p，θ和ψ即为系统最终的优化配置值。本发明通过对信息传输过程中上行和下行阶段的OFDM子载波的配对、载波对的中继选择以及源节点和中继节点的功率分配，实现了系统的多资源联合优化配置，提升系统的传输吞吐量。

主权项

1.一种联合子载波配对的OFDM双向中继网络资源配置方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：选定初始向量所述向量λ的每个元素都为非负实数，定义载波配对矩阵θ={θ_i，j}_N×N和载波对中继选择矩阵ψ={ψ_m,i,j}_M×N×N，并赋给这两个矩阵初始值，其中，M为中继节点数，N为子载波数，定义功率分配向量其中，和分别代表源节点S₁和S₂在上行子载波i上对中继节点Rm的发送功率，代表中继节点Rm在下行子载波j上的发送功率，定义Qm,i,j=rm,i,j-Σk=12λSkpm,i(sk)-λRmpm,i(R),]]>其中，rm,i,j=Σk∈{1,2}12log2(1+γm,i,j(Sk)),]]>γm,i,j(Sk)=α~m,j(Sk)pm,j(R)αm,i(Sk′)pm,i(Sk′)α~m,j(Sk)pm,j(R)+αm,i(Sk′)pm,i(Sk′)+αm,i(Sk)pm,i(Sk)+1,]]>为上行时源节点S_k到中继节点R_m在子载波i上的载干比，为上行时S_k′到R_m在子载波i上的载干比，其中，k,k′∈{1,2}但k≠k′，为下行时R_m到S_k在子载波j上的载干比，为S_k′在子载波i上分配的功率。S2：将初始向量λ代入Q_m,i,j，使得Q_m,i,j达到最大，得到优化的功率分配向量p；S3：将步骤S3得到的功率分配向量p带入g(λ)=maxΣi=1NΣj=1NΣm=1Mθi,jψm,i,jQm,i,j+Σk=12λSkPSk+Σm=1MλRmPRm]]>得到g(λ)=maxΣi=1NΣj=1NΣm=1Mθi,jψm,i,jQm,i,j+Σk=12λSkPSk+Σm=1MλRmPRm]]>其中，U_m,i,j为将p带入Q_m,i,j后的结果，对所有θ_i,j＝1，根据得到更新的载波对中继选择矩阵ψ；S4：将步骤S4得到的载波对中继选择矩阵ψ代入g(λ)=maxΣi=1NΣj=1NΣm=1Mθi,jψm,i,jUm,i,j+Σk=12λSkPSk+Σm=1MλRmPRm,]]>得到g(λ)=maxΣi=1NΣj=1Nθi,jUi,j+Σk=12λSkPSk+Σm=1MλRmPRm,]]>其中Ui,j=argmaxmUm,i,j,∀<i,j>,]]>定义矩阵并从U选取N个元素，满足每一行和每一列只能选取1个元素，使得所选的N个元素在所有可能的选取组合中达到和最大，然后更新θ得到最优的θ；S5：更新向量其中▿λ=[▿λS1,▿λS2,▿λR1,▿λR2,...,▿λRM]1×(M+2),]]>▿λSk=PSk-Σi=1MΣm=1Mpm,i(Sk),∀k∈{1,2}▿λRm=PRm-Σi=1NΣm=1Mpm,i(R),∀m∈{1,2,...M},]]>其中，δ为迭代步长，若达到收敛条件，则计算结束，返回的p，θ和ψ即为系统最终的优化配置值；否则回到步骤S2。