專利名稱：一種多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方 法。
背景技術(shù)：
研究表明，基于中繼站的無線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有效地降低路徑損耗所造成的功 率資源的浪費(fèi)，提高頻譜利用率，并可利用自組織ad hoc網(wǎng)的多跳連通思想提高網(wǎng)絡(luò)的抗 毀性能，所以基于中繼站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及協(xié)作多路技術(shù)得到了廣泛研究和關(guān)注，并在新一 代移動(dòng)通信、無線局域網(wǎng)和寬帶無線網(wǎng)絡(luò)等標(biāo)準(zhǔn)的制定時(shí)都考慮了如何引入中繼協(xié)作處理 的問題。中繼增強(qiáng)型蜂窩系統(tǒng)借助中繼輔助通信，改善了小區(qū)邊緣地區(qū)及熱點(diǎn)地區(qū)的用戶 通信質(zhì)量，擴(kuò)大了小區(qū)覆蓋面積，同時(shí)增加了系統(tǒng)頻譜資源利用率，提升了蜂窩通信系統(tǒng)整 體性能。然而，由于中繼站的增加，傳統(tǒng)的小區(qū)多用戶調(diào)度和資源分配算法不再適用，新型 算法的設(shè)計(jì)成為中繼增強(qiáng)型蜂窩系統(tǒng)研究的關(guān)鍵問題。多用戶通信的關(guān)鍵問題是怎樣有效的處理用戶間的干擾，S卩如何有效的傳送每個(gè) 用戶的數(shù)據(jù)。正交頻分多址接入(OFDMA)是下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中解決多用戶復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)，通過結(jié)合OFDM調(diào)制，OFDMA將用戶數(shù)據(jù)在頻段上區(qū)分開來，將寬帶信道劃分為多個(gè) 平坦衰落的子信道，在不同子信道上的用戶之間理論上就不存在任何的干擾，這樣就能有 效的收發(fā)數(shù)據(jù)。使用OFDMA技術(shù)的多用戶通信技術(shù)已較為成熟，已有的長(zhǎng)期演進(jìn)LTE-Advanced 提案中涉及到多用戶存在時(shí)均考慮了 OFDMA技術(shù)，這種將多用戶通信化歸到單用戶通信的 方案需要更多的帶寬，而設(shè)計(jì)問題主要集中在上層的子載波分配和物理層的功率分配上， 自適應(yīng)功率資源分配在協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中起著重要的作用。本發(fā)明考慮多用戶多中繼通信系統(tǒng)，聯(lián)合考慮子載波分配、子載波配對(duì)和功率分 配等問題，相比已有資源分配算法有了明顯增益。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方法， 使得多用戶多中繼通信系統(tǒng)獲得令人滿意的無線通信性能。技術(shù)方案多用戶多中繼系統(tǒng)中的資源分配方法包括以下步驟
a.多用戶多中繼通信系統(tǒng)由一個(gè)基站發(fā)送端、 個(gè)中繼站以及Γ個(gè)移動(dòng)用戶接收端組成，移動(dòng)用戶均為兩跳用戶，其中i 和Γ均為自然
數(shù)；
b.基站發(fā)送端通過 個(gè)中繼站服務(wù)個(gè)移動(dòng)用戶接收端，獲取兩跳鏈路的下行信道 信息CSI，并利用現(xiàn)有的子載波分配算法將第二跳鏈路的子載波分配給f個(gè)移動(dòng)用戶接收 端；c.基站發(fā)送端根據(jù)第二跳鏈路的子載波分配情況和第一跳鏈路信道狀態(tài)信息，利用 子載波配對(duì)技術(shù)將第一跳鏈路的子載波分配給i 個(gè)中繼站；
d.在總功率約束下，基站發(fā)送端根據(jù)兩跳鏈路的子載波分配情況和信道狀態(tài)信息，為 兩跳鏈路的子載波分配發(fā)射功率；
e.第一時(shí)隙，基站發(fā)送端根據(jù)預(yù)先分配的子載波和發(fā)射功率，發(fā)送移動(dòng)用戶的信息給 相應(yīng)的中繼站；
f.第二時(shí)隙，各中繼站接收基站發(fā)送端發(fā)送的信號(hào)，并根據(jù)第二跳鏈路的子載波分配 情況，解碼轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)用戶的信號(hào)；
g.移動(dòng)用戶接收中繼站轉(zhuǎn)發(fā)的信號(hào)，解碼并進(jìn)行相應(yīng)的處理。所述中繼站為解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼站；所述兩跳用戶的兩跳鏈路均采用OFDM技術(shù)。所述子載波分配算法是以系統(tǒng)容量最大化為目標(biāo)的算法。所述子載波配對(duì)技術(shù)為分別對(duì)兩跳鏈路的子載波信道增益進(jìn)行降序排列，然后逐 個(gè)配對(duì)。所述的分配發(fā)射功率是采用注水算法為分配給各個(gè)用戶的配對(duì)的子載波對(duì)進(jìn)行 功率分配，
權(quán)利要求
1.一種多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方法，其特征在于該方法包括以下步驟a.多用戶多中繼通信系統(tǒng)由一個(gè)基站發(fā)送端、 個(gè)中繼站以及Γ個(gè)移動(dòng)用戶接收端組成，移動(dòng)用戶均為兩跳用戶，其中Λ和Γ均為自然 數(shù)；b.基站發(fā)送端通過
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方法，其特征在于， 所述中繼站為解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼站；所述兩跳用戶的兩跳鏈路均采用OFDM技術(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方法，其特征在于， 所述子載波分配算法是以系統(tǒng)容量最大化為目標(biāo)的算法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方法，其特征在于，所述子載波配對(duì)技術(shù)為分別對(duì)兩跳鏈路的子載波信道增益進(jìn)行降序排列，然后逐個(gè)配對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方法，其特征在于，所述的分配發(fā)射功率是采用注水算法為分配給各個(gè)用戶的配對(duì)的子載波對(duì)進(jìn)行功率 分配，子載波對(duì)的功率分配，如下式
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，揭示了一種多用戶多中繼通信系統(tǒng)的資源分配方法。本發(fā)明所述的資源分配方法包括考慮一個(gè)時(shí)分雙工的下行鏈路多用戶多中繼系統(tǒng)，一個(gè)基站發(fā)送端(基站)通過中繼站服務(wù)多個(gè)移動(dòng)用戶接收端(用戶)。系統(tǒng)包含個(gè)移動(dòng)用戶接收端，個(gè)中繼站。系統(tǒng)帶寬為，通過正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)將頻率選擇性寬帶信道分成個(gè)平衰落信道。基站發(fā)送端可以通過個(gè)正交的子信道服務(wù)個(gè)移動(dòng)用戶接收端。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有更高的頻譜效率，并且不增加額外的反饋開銷。其中和均為自然數(shù)，為正有理數(shù)。
文檔編號(hào)H04W72/04GK102143588SQ20111006185
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者余輝, 吳楊生, 李春國(guó), 楊綠溪 申請(qǐng)人:東南大學(xué)