專利名稱：一種多小區(qū)中繼ofdma系統(tǒng)中分布式資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于基于中繼的多小區(qū)OFDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物理層資源分配技術(shù)，屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，人們迫切需要更加高效的無線技術(shù)，于是正交頻分復(fù)用(OFDM)和無線中繼技術(shù)雙雙走進了人們的視線。OFDM技術(shù)因高效的頻譜利用率而著稱，中繼技術(shù)則可以較好地解決邊遠小區(qū)的覆蓋問題，這兩項技術(shù)的結(jié)合作為下一代移動系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)而被人們賦予很大的期望。一般認為在單個小區(qū)內(nèi)只要合理的分配好子載波，理論上就可以避免用戶間的干擾。但是在多個小區(qū)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)里，小區(qū)之間必然存在干擾，進行無線資源管理不僅要關(guān)注本小區(qū)的情況，更多的要實現(xiàn)小區(qū)間的協(xié)作，使得整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最優(yōu)。目前研究協(xié)作OFDM的技術(shù)大部分都還是針對單小區(qū)場景，它們忽略來自其他小區(qū)的基站或者是中繼站的同頻干擾，單純的追求本小區(qū)的容量最大化。隨著現(xiàn)有蜂窩系統(tǒng)的容量趨向飽和，為增加容量，采用增加小區(qū)數(shù)量，減小小區(qū)的半徑并采用全頻率復(fù)用的方式必然是下一代網(wǎng)絡(luò)的選擇，那么來自相鄰小區(qū)的同頻干擾就不再是一個可以忽略的因素。孤立地對每個小區(qū)進行局部優(yōu)化，很難使系統(tǒng)達到整體最優(yōu)，這就需要小區(qū)間的交互與協(xié)作。 《電子與信息學(xué)報》2012年4月，第34卷第4期，公開了東南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院陳瑾平等人提出的一種《多小區(qū)OFDMA解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼通信系統(tǒng)的分布式資源分配算法》，該算法分成兩步:首先給予較低的信道反饋系統(tǒng)開銷，分配子載波以滿足用戶的QoS要求；然后，將功率控制問題進一步簡化并分解為多個凸優(yōu)化的子問題，由橢球算法求得最優(yōu)解。該算法在如下三個方面仍有進一步優(yōu)化的空間:(I)該文獻沒有將小區(qū)間的時隙順序納入優(yōu)化范圍。在多小區(qū)場景下，小區(qū)之間的時隙順序也是一種資源，合理的利用可以進一步提升性能。在該文獻中，作者采用了同步的時隙順序，即在時隙1，所有的基站發(fā)射信號，在時隙2，所有的中繼發(fā)射信號。這樣在小區(qū)的邊緣很有可能發(fā)生類似共振的現(xiàn)象，成為系統(tǒng)的瓶頸。例如，假設(shè)在小區(qū)A的邊緣有用戶M，小區(qū)B與小區(qū)A相鄰。在時隙1，基站A和B都發(fā)送信號，基站B距離A小區(qū)的中繼較遠，所以A小區(qū)的中繼受到的干擾較小；在時隙2，用戶M距離兩邊的中繼都很近，會受到B小區(qū)很強的干擾，從而使整條鏈路的性能下降。如果相鄰小區(qū)采用交錯時隙順序，即在時隙1，A小區(qū)基站和B小區(qū)中繼發(fā)射信號，這時用戶M不接收信號，所以B小區(qū)中繼不對M造成干擾；在時隙2，A小區(qū)中繼和B小區(qū)基站發(fā)射信號，用戶M這時接收信號，但B小區(qū)基站距離M較遠，則可以顯著地減輕小區(qū)邊緣的干擾。(2)該文獻中的子載波分配采用的是靜態(tài)分配策略，自由度受到了限制，表現(xiàn)在兩個方面:首先表現(xiàn)在約束條件(9)上，gp:
權(quán)利要求
1.一種多小區(qū)中繼OFDMA系統(tǒng)中分布式資源分配方法，其特征在于包括以下步驟:a.初始化最大外層循環(huán)次數(shù)Imax;為第I小區(qū)的第k用戶設(shè)置優(yōu)先權(quán)值wf(敗/);初始化外層循環(huán)變量i=0 ;初始化所有基站功率變量和中繼功率變量P':》(W，m’M )為0，其中:m是小區(qū)內(nèi)中繼的編號，η是小區(qū)內(nèi)子載波的編號； b.初始化小區(qū)編號1=1； c.對任意子載波η計算鏈路(m，k)(Vwj)的信道容量，并從中選出具有最大加權(quán)數(shù)據(jù)速率的鏈路如下式:
全文摘要
本發(fā)明是提供一種針對帶有中繼協(xié)作的OFDMA多小區(qū)系統(tǒng)中的低復(fù)雜度分布式資源分配方法。該方法主要包括自適應(yīng)載波分配和注水功率分配，載波分配和功率分配交替迭代進行，直到算法收斂。在功率分配階段，給出了一種迭代多平面注水法，通過調(diào)節(jié)不同的注水平面實現(xiàn)容量的最大化。在系統(tǒng)的公平性方面，可以實現(xiàn)對任意等級用戶的靈活覆蓋，并可以根據(jù)用戶的優(yōu)先等級提供差異化服務(wù)。本發(fā)明給出的方法收斂性快，并且系統(tǒng)容量得到提高。
文檔編號H04W16/14GK103220114SQ20131014674
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者朱琦, 呂林輸 申請人:南京郵電大學(xué)