[发明专利]一种多跳中继网络频谱规划方法

摘要

本发明公开了一种多跳中继网络频谱规划方法，针对OFDMA多跳中继网络，综合考虑用户的速率需求、信道质量和干扰情况，以能效为优化目标提供一种基于能效的动态频谱规划方法。本发明在保证用户速率需求的情况下能够降低总发射功率，提高能量使用效率，并且对用户不均匀分布场景有较强的适应性。

主权项

一种多跳中继网络频谱规划方法，对正交频分多址OFDMA时分双工中继网络下行链路进行基于能效的频谱规划，包含如下手段：(1)：时间域划分为两个时隙，第一时隙用于基站到中继站链路和基站到用户链路，第二时隙用于基站到用户链路和中继站到用户链路;系统频带分成N个子载波;在第一时隙，只有基站发送数据，基站使用全部N个子载波与中继站和用户通信;在第二时隙，基站和中继站同时发送数据，基站用较小的功率使用全部N个子载波与用户通信，每个小区中继站的个数为k，系统全部N个子载波分成k个正交的子集N1,N2…Nk，中继站分别使用正交子集N1,N2…Nk内的子载波资源与中继转发用户通信;(2)：用户接入链路时，被分成中继转发用户和直传用户两组;进一步地,将直传用户分成内域直传用户和外域直传用户，内域直传用户为与基站间信道条件较好的直传用户，基站使用较小的功率在第二时隙与其通信;外域直传用户为与基站间信道条件较差的直传用户，基站使用较大的功率在第一时隙与其通信;所述将直传用户分成内域直传用户和外域直传用户采用基于能效的直传用户分组方式,即:以能效最大为准则建立全部2N个子载波分配给两个时隙所有与基站直接通信站点的模型，得到包括中继站和用户在内的每个站点所需要的子载波数量和功率;其中基站到中继站链路必须在第一时隙传输，把所有直传用户按照功率需求由小到大排序，取子载波需求个数和为N的前面低功率需求用户为内域直传用户在第二时隙传输，剩余直传用户为外域直传用户在第一时隙传输;在第一时隙，基站使用全部子载波N与中继站和用户通信，当小区内无子载波复用情况，基站可使用较大功率传输;在第二时隙，基站使用全部子载波N 与用户通信，同时中继站分别使用全部子载波的一部分与用户通信;当小区内的子载波存在复用情况，基站需使用较小的功率传输以降低小区内的同频干扰;基站在两个时隙中可用子载波总的资源为2N，需要传输的站点有所有直传用户和k个中继站；(3)：对第二时隙中继站到用户链路正交部分各个中继的频谱进行动态的规划:根据各个中继用户到所选中继的链路质量，以能效最大化建立优化模型，求取每个中继转发用户所需的子载波个数;最后分别对与每个中继站通信的用户所需子载波个数进行累加，即得到k个中继站的子载波集合N1,N2…Nk。