專利名稱：子載波比特和功率聯(lián)合分配方法、設(shè)備及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種子載波比特和功率聯(lián)合分配方法、設(shè)備及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(OrthogonalFrequency Dkvkskon Multkplexkng, OFDM)作為一種多載波調(diào)制技術(shù)，具有頻譜利用率高、抗多徑時延等優(yōu)點，已成為下一代移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)。OFDM是把高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，將高速數(shù)據(jù)碼流分割成多個低速數(shù)據(jù)碼流，然后調(diào)制到各個子載波上(QPSK或QAM)。OFDM系統(tǒng)中的無線資源，例如子載波比特和功率等，的分配算法是OFDM系統(tǒng)使用的關(guān)鍵。OFDM系統(tǒng)中資源分配問題是保證用戶服務(wù)質(zhì)量、提高系統(tǒng)容量和頻譜利用率的重要手段。OFDM系統(tǒng)中的無線資源分配的目的包括三個，分別為:最大化用戶和速率，最小化發(fā)射總功率，以及減小干擾。其中，以最小化發(fā)射總功率為目標(biāo)的無線資源分配方法，對降低通信能耗，實現(xiàn)綠色通信意義重大。現(xiàn)有技術(shù)中，以最小化發(fā)射功率為目標(biāo)的無線資源分配技術(shù)主要是假設(shè)發(fā)射端是理想的，直接根據(jù)信道噪聲來進(jìn)行比特功率分配，通過分步式算法求解，側(cè)重降低算法復(fù)雜度。但在實際通信系統(tǒng) 中，發(fā)射端非線性功率放大器的非線性特性，使具有高峰均比的OFDM信號容易產(chǎn)生非線性失真噪聲，惡化系統(tǒng)性能?，F(xiàn)有技術(shù)僅為了降低算法的復(fù)雜度進(jìn)行的無線資源分配的方法，并不能保證在最小化發(fā)射總功率的同時滿足系統(tǒng)誤碼率(Bit ErrorRatio,簡稱BER)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的多個方面提供一種無線資源分配方法、設(shè)備及系統(tǒng)，用以保證在最小化發(fā)射總功率的同時滿足系統(tǒng)BER的需求。本發(fā)明第一個方面提供了一種子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，包括:獲取非線性功率放大器的硬件參數(shù)及信道噪聲；根據(jù)所述硬件參數(shù)及信道噪聲，確定非線性失真下各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，其中，所述總功率為預(yù)發(fā)送OFDM信號中所有子載波的功率之和；根據(jù)所述各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，以及預(yù)設(shè)的子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，采用預(yù)設(shè)的總功率最小迭代算法為各子載波聯(lián)合分配對應(yīng)的比特及功率。結(jié)合子載波比特和功率聯(lián)合分配方法的第一個方面，在第一種可能實現(xiàn)方式中，所述總功率最小迭代算法，具體為:獲取預(yù)設(shè)總功率初值及誤碼率；在一次迭代中，根據(jù)所述子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，得出各子載波為bk個比特時，所述誤碼率對應(yīng)的第一信干擾比，其中，bk=l，2，…Rm，Rffl為預(yù)設(shè)的最大比特；根據(jù)各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，得出各子載波為bk個比特時，所述第一信干擾比及所述總功率初值對應(yīng)的子載波的功率；根據(jù)各子載波依次為1、2、…Rmf比特時子載波的功率，計算各子載波從I個比特開始依次增加預(yù)設(shè)比特增量后對應(yīng)的平均每比特功率增量；分別獲取各子載波對應(yīng)的所述平均每比特功率增量最小時各子載波增加到的比特，作為分配給各子載波的比特；根據(jù)各子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，確定分配給各子載波的比特及所述誤碼率對應(yīng)的各子載波的第二信干擾比；根據(jù)OFDM信號中所有子載波的第二信干擾比，計算總功率；比較所述總功率是否與所述總功率初值相等，若相等，則分別根據(jù)各子載波的信干擾比、子載波的功率以及總功率之間的關(guān)系，計算各子載波的第二信干擾比和所述總功率對應(yīng)的子載波的功率，作為分配給各子載波的功率；否則，將所述總功率初值更新為所述總功率，并進(jìn)入下一次迭代。結(jié)合子載波比特和功率聯(lián)合分配方法的第一個方面，在第二種可能實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述硬件參數(shù)及信道噪聲，確定非線性失真下各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，包括:根據(jù)所述硬件參數(shù)，確定所述非線性功率放大器的非線性失真參數(shù)；根據(jù)所述非線性失真參數(shù)和所述信道噪聲，確定所述非線性失真下子各載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系。結(jié)合子載波比特和功率聯(lián)合分配方法的第一個方面，在第三種可能實現(xiàn)方式中，所述硬件參數(shù)包括=IdB壓縮點輸入功率和三階截止點輸入功率；所述信道噪聲包括:各子載波的高斯白噪聲及信道增益。結(jié)合子載波比特和功率聯(lián)合分配方法的第三個可能實現(xiàn)方式，在第四種可能實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述硬件參數(shù)，確定所述非線性功率放大器的非線性失真參數(shù)，具體為:根據(jù)所述IdB壓縮點輸入功率和三階截止點輸入功率，采用如下第一表達(dá)式和第二表達(dá)式確定所述非線性功率放大器的非線性失真參數(shù)B1和a3:
桌一表達(dá)式:
權(quán)利要求
1.一種子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，包括: 獲取非線性功率放大器的硬件參數(shù)及信道噪聲；根據(jù)所述硬件參數(shù)及信道噪聲，確定非線性失真下各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，其中，所述總功率為預(yù)發(fā)送OFDM信號中所有子載波的功率之和；根據(jù)所述各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，以及預(yù)設(shè)的子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，采用預(yù)設(shè)的總功率最小迭代算法為各子載波聯(lián)合分配對應(yīng)的比特及功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，所述總功率最小迭代算法，具體為: 獲取預(yù)設(shè)總功率初值及誤碼率； 在一次迭代中，根據(jù)所述子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，得出各子載波為bk個比特時，所述誤碼率對應(yīng)的第一信干擾比，其中，bk=l，2，…Rm，RmS預(yù)設(shè)的最大比特； 根據(jù)各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，得出各子載波為bk個比特時，所述第一信干擾比及所述總功率初值對應(yīng)的子載波的功率； 根據(jù)各子載波依次為1、2、…Rm個比特時子載波的功率，計算各子載波從I個比特開始依次增加預(yù)設(shè)比特增量后對應(yīng)的平均每比特功率增量； 分別獲取各子載波對應(yīng)的所述平均每比特功率增量最小時各子載波增加到的比特，作為分配給各子載波的比特； 根據(jù)各子載波的信干擾比 、比特和誤碼率之間的關(guān)系，確定分配給各子載波的比特及所述誤碼率對應(yīng)的各子載波的第二信干擾比； 根據(jù)OFDM信號中所有子載波的第二信干擾比，計算總功率； 比較所述總功率是否與所述總功率初值相等，若相等，則分別根據(jù)各子載波的信干擾t匕、子載波的功率以及總功率之間的關(guān)系，計算各子載波的第二信干擾比和所述總功率對應(yīng)的子載波的功率，作為分配給各子載波的功率；否則，將所述總功率初值更新為所述總功率，并進(jìn)入下一次迭代。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述硬件參數(shù)及信道噪聲，確定非線性失真下各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，包括: 根據(jù)所述硬件參數(shù)，確定所述非線性功率放大器的非線性失真參數(shù)； 根據(jù)所述非線性失真參數(shù)和所述信道噪聲，確定所述非線性失真下子各載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于， 所述硬件參數(shù)包括=IdB壓縮點輸入功率和三階截止點輸入功率； 所述信道噪聲包括:各子載波的高斯白噪聲及信道增益。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述硬件參數(shù)，確定所述非線性功率放大器的非線性失真參數(shù)，具體為: 根據(jù)所述IdB壓縮點輸入功率和三階截止點輸入功率，采用如下第一表達(dá)式和第二表達(dá)式確定所述非線性功率放大器的非線性失真參數(shù)al和a3:弟一表達(dá)式
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，所述非線性失真下各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，具體為如下第三表達(dá)式:
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，所述子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，具體為如下第四表達(dá)式:
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，得出各子載波為bk個比特時，所述誤碼率對應(yīng)的第一信干擾比，包括: 根據(jù)如下第四表達(dá)式，得出各子載波為bk個比特時，所述誤碼率對應(yīng)的信干擾比的取值范圍:
9.根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，所述根據(jù)各子載波依次為1、2、…Rmf比特時子載波的功率，計算各子載波從I個比特開始依次增加預(yù)設(shè)比特增量后對應(yīng)的平均每比特功率增量，具體為: 根據(jù)各子載波依次為1、2、個比特時子載波的功率，采用如下第五表達(dá)式計算各子載波從I個比特開始依次增加預(yù)設(shè)比特增量后對應(yīng)的平每比特功率增量；
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的子載波比特和功率聯(lián)合分配方法，其特征在于，所述根據(jù)OFDM信號中所有子載波的第二信干擾比，計算總功率，包括: 根據(jù)OFDM信號中所有子載波的第二信干擾比，采用如下求解方程計算總功率的解集: ax3-bx+c=0 其中，
11.一種發(fā)射端設(shè)備，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取非線性功率放大器的硬件參數(shù)及信道噪聲； 確定模塊，用于根據(jù)所述硬件參數(shù)及信道噪聲，確定非線性失真下各子載波的信干擾t匕、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，其中，所述總功率為預(yù)發(fā)送OFDM信號中所有子載波的功率之和； 處理模塊，用于根據(jù)所述各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，以及預(yù)設(shè)的子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，采用預(yù)設(shè)的總功率最小迭代算法為各子載波聯(lián)合分配對應(yīng)的比特及功率。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)射端設(shè)備，其特征在于，所述處理模塊，包括: 獲取單元，用于獲取預(yù)設(shè)總功率初值及誤碼率；迭代單元，用于在一次迭代中，根據(jù)所述子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，得出各子載波為bk個比特時，所述誤碼率對應(yīng)的第一信干擾比，其中，bk=l,2,-Rffl, Rffl為預(yù)設(shè)的最大比特；根據(jù)各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，得出各子載波為bk個比特時，所述第一信干擾比及所述總功率初值對應(yīng)的子載波的功率；根據(jù)各子載波依次為1、2、…&個比特時子載波的功率，計算各子載波從I個比特開始依次增加預(yù)設(shè)比特增量后對應(yīng)的平均每比特功率增量；分別獲取各子載波對應(yīng)的所述平均每比特功率增量最小時各子載波增加到的比特，作為分配給各子載波的比特；根據(jù)各子載波的信干擾比、比特和誤碼率之間的關(guān)系，確定分配給各子載波的比特及所述誤碼率對應(yīng)的各子載波的第二信干擾比；根據(jù)OFDM信號中所有子載波的第二信干擾比，計算總功率；比較所述總功率是否與所述總功率初值相等，若相等，則分別根據(jù)各子載波的信干擾比、子載波的功率以及總功率之間的關(guān)系，計算各子載波的第二信干擾比和所述總功率對應(yīng)的子載波的功率，作為分配給各子載波的功率；否則，將所述總功率初值更新為所述總功率，并進(jìn)入下一次迭代。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所 述的發(fā)射端設(shè)備，其特征在于，所述確定模塊，包括: 第一確定單元、用于根據(jù)所述硬件參數(shù)，確定第一非線性失真參數(shù)和第二非線性失真參數(shù)； 第二確定單元，用于根據(jù)所述非線性失真參數(shù)和所述信道噪聲，確定所述非線性失真下各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)射端設(shè)備，其特征在于，所述硬件參數(shù)包括:ldB壓縮點輸入功率和三階截止點輸入功率； 所述第一確定單元，具體用于根據(jù)所述IdB壓縮點輸入功率和三階截止點輸入功率，采用如下第一表達(dá)式和第二表達(dá)式確定所述第一非線性失真參數(shù)和第二非線性失真參數(shù):弟一表達(dá)式:
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射端設(shè)備，其特征在于，所述迭代模塊，還用于根據(jù)如下第四表達(dá)式，得出各子載波為bk個比特時所述誤碼率對應(yīng)的信干擾比的取值范圍:
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)射端設(shè)備，其特征在于，所述迭代模塊，還用于根據(jù)各子載波依次為1、2、…Rm個比特時子載波的功率，采用如下第五表達(dá)式計算各子載波從I個比特開始每增加預(yù)設(shè)比特增量時對應(yīng)的平均每比特功率增量；
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射端設(shè)備，其特征在于，所述迭代模塊，還用于根據(jù)OFDM信號中所有子載波的第二信干擾比，采用如下求解方程計算總功率的解集，并獲取所述總功率解集中最小正數(shù)解為所述總功率。
18.一種通信系統(tǒng)，其特征在于，包括:發(fā)射端設(shè)備和接收端設(shè)備，其中，所述發(fā)射端設(shè)備為上述權(quán)利要求11 17中任一所述的發(fā)射端設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供一種子載波比特和功率聯(lián)合分配方法、設(shè)備及系統(tǒng)。本發(fā)明實施例根據(jù)非線性功率放大器的硬件參數(shù)及信道噪聲確定非線性失真下各子載波的信干擾比、子載波的功率和總功率之間的關(guān)系，以將非線性放大器產(chǎn)生的非線性失真噪聲考慮其中，并根據(jù)確定出的在非線性失真下的各子載波的信干擾比以及預(yù)設(shè)的輸入功率，總比特和誤碼率之間的關(guān)系，采用預(yù)設(shè)的總功率最小迭代算法為各子載波聯(lián)合分配對應(yīng)的比特及功率。較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例將非線性功率放大器的非線性失真影響考慮其中，在保證了總功率最小化的同時能更好的滿足系統(tǒng)誤碼率(BER)的需求。
文檔編號H04W72/04GK103220769SQ20131014757
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者馮春燕, 陳毅雯, 郭彩麗, 馮淑蘭 申請人:華為技術(shù)有限公司, 北京郵電大學(xué)