本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種資源分配方法及裝置。

背景技術(shù)：

移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)市場及業(yè)務(wù)應(yīng)用的迅猛發(fā)展，推動5G業(yè)務(wù)的需求也迅速提升。據(jù)報告指出，相比4G而言，5G要求傳輸速率提高10～100倍、連接設(shè)備密度提升10～100倍、用戶體驗(yàn)速率為0.1～1Gb/s等，同時能量效率、頻譜效率及峰值速率等指標(biāo)也在考慮范圍內(nèi)。面對未來巨大的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，如何利用有限的頻譜資源接入更多的用戶并且支持更高的通信速率成為了5G發(fā)展的挑戰(zhàn)。

中繼技術(shù)以其能夠提升通信系統(tǒng)的小區(qū)覆蓋范圍、頻譜效率以及能量效率的獨(dú)特優(yōu)勢，被納入5G關(guān)鍵技術(shù)。中繼作為通信系統(tǒng)中基站的代理，主要負(fù)責(zé)對信息的處理和轉(zhuǎn)發(fā)，因此擴(kuò)大了通信的范圍。同時由于中繼的引入，用戶和小區(qū)間的信道由直連信道轉(zhuǎn)化為相互獨(dú)立的多跳信道，在提升信道多樣性的同時降低了信號的功率損耗，因此能夠在提升系統(tǒng)吞吐量的同時降低系統(tǒng)的能耗，進(jìn)而提升系統(tǒng)的能量效率和頻譜效率。

在中繼網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)行的技術(shù)將中繼技術(shù)和多頻率信道相結(jié)合，如與OFDMA(正交頻分多址接入)技術(shù)結(jié)合，利用中繼網(wǎng)絡(luò)的多跳性質(zhì)和信道多樣性，通過合理的聯(lián)合優(yōu)化功率分配、子載波分配和子載波配對的資源分配來進(jìn)一步優(yōu)化中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。然而，現(xiàn)有技術(shù)雖然能通過擴(kuò)大通信范圍和提高通信質(zhì)量來提升通信系統(tǒng)的吞吐量，但并不能很好的支持密集通信網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種資源分配方法及裝置，獲得基于加權(quán)和速率最優(yōu)的功率分配、碼本分配和子載波配對規(guī)則，實(shí)現(xiàn)單中繼網(wǎng)絡(luò)的密集通信。具體技術(shù)方案如下：

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種資源分配方法，所述方法包括：

確定當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中的初始子載波配對規(guī)則；

根據(jù)所述初始子載波配對規(guī)則，確定初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則；

根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則和所述初始功率分配規(guī)則，確定中間子載波配對規(guī)則；

根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則、所述初始功率分配規(guī)則、所述中間子載波配對規(guī)則，計(jì)算加權(quán)和速率，作為第一加權(quán)和速率，其中，所述加權(quán)和速率為所述當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的通信速率的加權(quán)和；

判斷所述第一加權(quán)和速率與初始化后的第一加權(quán)和速率之差的絕對值是否大于第一誤差值；

如果是，將所述中間子載波配對規(guī)則確定為初始子載波配對規(guī)則，將所述第一加權(quán)和速率確定為初始化后的第一加權(quán)和速率，返回執(zhí)行所述根據(jù)所述初始子載波配對規(guī)則，確定初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則的步驟；

如果否，將所述初始碼本分配規(guī)則、所述初始功率分配規(guī)則、所述中間子載波配對規(guī)則確定為最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則、最優(yōu)子載波配對規(guī)則。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種資源分配裝置，所述裝置包括：

第一確定模塊，用于確定當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中的初始子載波配對規(guī)則；

第二確定模塊，用于根據(jù)所述初始子載波配對規(guī)則，確定初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則；

第三確定模塊，用于根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則和所述初始功率分配規(guī)則，確定中間子載波配對規(guī)則；

計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則、所述初始功率分配規(guī)則、所述中間子載波配對規(guī)則，計(jì)算加權(quán)和速率，作為第一加權(quán)和速率，其中，所述加權(quán)和速率為所述當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的通信速率的加權(quán)和；

判斷模塊，用于判斷所述第一加權(quán)和速率與初始化后的第一加權(quán)和速率之差的絕對值是否大于第一誤差值；

第四確定模塊，用于在所述判斷模塊判斷出所述第一加權(quán)和速率與初始化后的第一加權(quán)和速率之差的絕對值大于第一誤差值時，將所述中間子載波配對規(guī)則確定為初始子載波配對規(guī)則，將所述第一加權(quán)和速率確定為初始化后的第一加權(quán)和速率，觸發(fā)所述第二確定模塊；

第五確定模塊，用于在所述判斷模塊判斷出所述第一加權(quán)和速率與初始化后的第一加權(quán)和速率之差的絕對值不大于第一誤差值時，將所述初始碼本分配規(guī)則、所述初始功率分配規(guī)則、所述中間子載波配對規(guī)則確定為最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則、最優(yōu)子載波配對規(guī)則。

由以上可知，使用本發(fā)明實(shí)施例提供的方案，在單中繼網(wǎng)絡(luò)中引入SCMA技術(shù)，經(jīng)過多次迭代的方式，可以獲得適用于單中繼密集網(wǎng)絡(luò)的基于加權(quán)和速率最優(yōu)的功率分配、碼本分配和子載波配對規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)單中繼網(wǎng)絡(luò)的密集通信，進(jìn)一步提升單中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，實(shí)現(xiàn)高譜效高能效的通信。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種資源分配方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)加權(quán)和速率與用戶發(fā)射功率上限的關(guān)系圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)加權(quán)和速率與系統(tǒng)子載波數(shù)的關(guān)系圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)能量效率與用戶發(fā)射功率上限的關(guān)系圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)能量效率與系統(tǒng)子載波數(shù)的關(guān)系圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種資源分配裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了便于對發(fā)明實(shí)施例所提供的一種資源分配方法的理解，首先介紹本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種資源分配方法所基于的原理性內(nèi)容。具體介紹如下：

SCMA(稀疏碼本多址接入)技術(shù)由于能夠通過共享正交的時頻資源來實(shí)現(xiàn)更多的用戶接入，正日益受到產(chǎn)業(yè)界的重視，并且已成為5G非正交多址接入技術(shù)的候選之一。SCMA技術(shù)結(jié)合了多維調(diào)制和稀疏性編碼的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)在保證系統(tǒng)用戶數(shù)過載率達(dá)到300％的情況下，仍然保證同OFDMA(正交頻分多址接入)系統(tǒng)相近的比特塊誤碼率。同時，SCMA網(wǎng)絡(luò)的用戶接入密度能夠通過控制SCMA編碼器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使SCMA能夠更加靈活的適應(yīng)5G業(yè)務(wù)場景的不同需求。

本發(fā)明實(shí)施例通過在中繼網(wǎng)絡(luò)中引入SCMA技術(shù)，提出一種結(jié)合SCMA的通信網(wǎng)絡(luò)的中繼傳輸策略，以及一種聯(lián)合功率分配、碼本分配和子載波配對的加權(quán)和速率的優(yōu)化模型。在上行鏈路的信號傳輸過程中，用戶通過SCMA碼本發(fā)送數(shù)據(jù)，而基站能夠采用SCMA接收機(jī)進(jìn)行解碼，在下行鏈路的信號傳輸過程中，基站通過SCMA碼本分配的方式向不同的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，用戶則采用SCMA接收機(jī)進(jìn)行解碼接收，并且通信過程采用單個中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)高密度高質(zhì)量高能效的通信。

下面對上述的一種聯(lián)合功率分配、碼本分配和載波配對的加權(quán)和速率的優(yōu)化模型進(jìn)行介紹。

首先，根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需要，設(shè)定通信系統(tǒng)中的子載波數(shù)N和用戶數(shù)K，則第一跳中的子載波數(shù)和第二跳中的子載波數(shù)相同均為N；在上行通信網(wǎng)絡(luò)中，第一跳表示用戶與中繼節(jié)點(diǎn)的信道，第二跳表示中繼節(jié)點(diǎn)與基站的信道；在下行通信網(wǎng)絡(luò)中，第一跳表示基站與中繼節(jié)點(diǎn)的信道，第二跳表示中繼節(jié)點(diǎn)與用戶的信道；設(shè)定各個用戶的通信速率的權(quán)重系數(shù)W＝{w_k}，其中k代表第k個用戶；根據(jù)信道測量結(jié)果或已有工程經(jīng)驗(yàn)確定該通信區(qū)域的信道衰落系數(shù)α，以及中繼節(jié)點(diǎn)處的高斯白噪聲功率基站處的高斯白噪聲功率和用戶處的高斯白噪聲功率由信道衰落系數(shù)α可以進(jìn)一步獲得參數(shù)h_k,n、g_j、h_k,j、g_n的分布，其中，在上行通信網(wǎng)絡(luò)中，h_k,n為在第一跳中第k個用戶通過第n個子載波與中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的信道增益系數(shù)，g_j為在第二跳中中繼節(jié)點(diǎn)通過第j個子載波與基站進(jìn)行通信的信道增益系數(shù)；在下行通信網(wǎng)絡(luò)中，h_k,j為在第二跳中中繼節(jié)點(diǎn)通過第j個子載波與第k個用戶進(jìn)行通信的信道增益系數(shù)，g_n為在第一跳中基站通過第n個子載波與中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的信道增益系數(shù)；根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)處所使用的設(shè)備確定中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率上限P_r和中繼節(jié)點(diǎn)的放大系數(shù)β；根據(jù)SCMA編碼器設(shè)定多維編碼映射參數(shù)L和總碼本數(shù)M，并預(yù)先設(shè)計(jì)碼本和子載波間的映射關(guān)系D≡{d_n,m}，其中當(dāng)?shù)趍個碼本占用第n個子載波時d_n,m＝1，反之則d_n,m＝0；確定每個碼本分別在不同子載波上分配的功率比例系數(shù)A≡{a_n,m}，并且滿足其中當(dāng)d_n,m＝1時a_n,m∈(0,1)，而當(dāng)d_n,m＝0時a_n,m＝0。

然后，建立通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸模型，如下：

在上行通信網(wǎng)絡(luò)中：第一個階段，用戶通過SCMA碼本分配的方式發(fā)送信號給中繼節(jié)點(diǎn)；第二個階段，中繼節(jié)點(diǎn)將接收到的信號進(jìn)行放大處理后再通過OFDMA子載波配對的方式傳遞給基站，基站則對接收到的信號采用SCMA接收機(jī)進(jìn)行解碼接收；

在下行通信網(wǎng)絡(luò)中：第一個階段，基站通過SCMA碼本分配的方式將不同用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送給中繼節(jié)點(diǎn)；第二個階段，中繼節(jié)點(diǎn)將接收到的信號進(jìn)行放大處理后再通過OFDMA子載波配對的方式傳遞給用戶，用戶則對接收到的信號采用SCMA接收機(jī)進(jìn)行解碼接收。

進(jìn)一步的，設(shè)定加權(quán)和速率為通信系統(tǒng)性能的衡量指標(biāo)，加權(quán)和速率為當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的通信速率的加權(quán)和。則，在上行通信網(wǎng)絡(luò)中基站接收的加權(quán)和速率模型，或，在下行通信網(wǎng)絡(luò)中用戶接收的加權(quán)和速模型為：

其中，C是系統(tǒng)的加權(quán)和速率，S≡{s_k,m}表示碼本在用戶之間的分配情況，如果第m個碼本被分配并用于傳輸?shù)趉個用戶的數(shù)據(jù)，則s_k,m＝1，反之s_k,m＝0，SNR_k,m表示：在上行通信網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)?shù)趉個用戶使用第m個碼本傳輸信息時基站的接收信噪比，或，在下行通信網(wǎng)絡(luò)中基站使用第m個碼本傳輸?shù)趉個用戶的數(shù)據(jù)時用戶的接收信噪比。

進(jìn)一步的，在上行通信網(wǎng)絡(luò)中基站的接收信噪比模型為：

在下行通信網(wǎng)絡(luò)中用戶的接收信噪比模型為：

其中，P≡{p_k,m}表示：在上行通信網(wǎng)絡(luò)中第k個用戶使用第m個碼本傳輸數(shù)據(jù)時的發(fā)射功率，或，在下行通信網(wǎng)絡(luò)中基站使用第m個碼本傳輸?shù)趉個用戶的數(shù)據(jù)時的發(fā)射功率；π≡{π_n,j}為子載波的配對情況，如果通信系統(tǒng)中第一跳的第n個子載波和第二跳中第j個子載波配對則π_n,j＝1，反之則π_n,j＝0。

進(jìn)一步的，可以建立通信網(wǎng)絡(luò)中考慮聯(lián)合優(yōu)化功率分配、碼本分配和子載波配對的權(quán)重速率最優(yōu)的原問題的模型，具體的，原問題模型如下：

原問題為：

約束條件為：C1：C2：

C3：在上行通信網(wǎng)絡(luò)中，

在下行通信網(wǎng)絡(luò)中，

C4：C5：C6：

C7：C8：

其中，P_k為：上行通信網(wǎng)絡(luò)中第k個用戶的最大發(fā)射功率，或，下行通信網(wǎng)絡(luò)中基站分配的用于發(fā)送第k個用戶的數(shù)據(jù)的最大發(fā)射功率。此外，C1到C3是用戶和中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率限制，C4和C5限制每個碼本至多只能分配給一個用戶，C6限制了一個子載波至多只能被復(fù)用D次，C7和C8保證在每一次傳輸過程中第一個階段的任意一個子載波至多只能和第二個階段的任意一個子載波配對，并且第二個階段的任意一個子載波也至多只能和第一階段的任意一個子載波配對。

進(jìn)一步的，根據(jù)現(xiàn)有的子載波配對方案π，通過變量松弛法等效轉(zhuǎn)化上述原問題模型為凸問題模型，具體的，凸問題模型如下：

凸問題為：

約束條件為：C1：C2：

C3：在上行通信網(wǎng)絡(luò)中，

在下行通信網(wǎng)絡(luò)中，

C4：C5：C6：

其中，為輔助變量。

進(jìn)一步的，在上述等效凸問題模型中引入對偶變量后，建立對偶函數(shù)的數(shù)學(xué)模型，具體的，對偶函數(shù)模型如下：

約束條件為：C1：λ≥0；C2：C3：

C4：C5：C6：

其中，μ≡{μ_k}、λ為對偶變量，在上行通信網(wǎng)絡(luò)中：在下行通信網(wǎng)絡(luò)中：

進(jìn)一步的，對上述對偶函數(shù)模型，利用對偶分解法和KKT(Karush–Kuhn–Tucker)最優(yōu)化條件，可以求得當(dāng)前最優(yōu)的功率分配模型，具體的，定義P≡{p_k,m}為給定對偶變量下所有用戶的最優(yōu)功率分配：

在上行通信網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)前最優(yōu)的功率分配模型為：

其中，

在下行通信網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)前最優(yōu)的功率分配模型為：

其中，

進(jìn)一步的，對于上述對偶函數(shù)模型，利用對偶分解法和線性規(guī)劃方法，可以求得當(dāng)前最優(yōu)的碼本分配模型，具體的，當(dāng)前最優(yōu)的碼本分配模型如下：

其中，定義S≡{s_k,m}為碼本在所有多用戶中的最優(yōu)分配模型；

在上行通信網(wǎng)絡(luò)中：

在下行通信網(wǎng)絡(luò)中：

進(jìn)一步的，對于上述對偶函數(shù)模型，還可以利用次梯度方法更新兩個對偶變量，具體的，更新兩個對偶變量的數(shù)學(xué)模型如下：

其中，t是對偶方法中的迭代次數(shù)，和是第t次迭代更新后對偶變量相應(yīng)的步長。

進(jìn)一步的，為了從所有可能進(jìn)行配對的子載波中選擇最合適的子載波對，還可以建立新型子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)模型，具體的，新型子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)模型如下：

其中，在上行通信網(wǎng)絡(luò)中：

在下行通信網(wǎng)絡(luò)中：

進(jìn)一步的，還可以建立通信網(wǎng)絡(luò)中的能量效率模型，具體的，能量效率模型為：

其中，C是通信系統(tǒng)的加權(quán)和速率，P是通信系統(tǒng)的總功耗。

具體的，上述總功耗的模型為：

其中，是中繼節(jié)點(diǎn)的實(shí)際發(fā)射功率，是在上行網(wǎng)絡(luò)中第k個用戶實(shí)際消耗的發(fā)射功率，或在下行網(wǎng)絡(luò)中基站發(fā)送第k個用戶的數(shù)據(jù)實(shí)際消耗的發(fā)射功率。

基于上述所介紹的原理性內(nèi)容，下面介紹本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種資源分配方法。需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種資源分配方法的執(zhí)行主體可以是當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中的基站，也可以是當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中對基站和中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理和控制的控制器，本實(shí)施例對此不做限定。

本實(shí)施例中，在中繼技術(shù)和SCMA技術(shù)相結(jié)合的通信系統(tǒng)中，資源分配包括：將當(dāng)前通信系統(tǒng)的碼本分配給用戶，第一跳和第二跳中的子載波進(jìn)行配對，每個用戶使用碼本時的發(fā)射功率。在確定了當(dāng)前通信系統(tǒng)的資源分配規(guī)則后，基站或各個用戶將按照該資源分配規(guī)則發(fā)送信號進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種資源分配方法的流程示意圖，該方法包括：

S101，確定當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中的初始子載波配對規(guī)則。

實(shí)際應(yīng)用中，初始子載波配對規(guī)則可以任意設(shè)置，這是因?yàn)椴徽摮跏甲虞d波配對規(guī)則如何設(shè)定，本實(shí)施例均可以通過多次迭代的方式來確定最優(yōu)的子載波配對規(guī)則、碼本分配規(guī)則和功率分配規(guī)則，因此，本實(shí)施例并不進(jìn)行限定初始子載波配對規(guī)則具體如何設(shè)定。實(shí)際上，為便于計(jì)算，可以將初始子載波配對規(guī)則設(shè)定為單位矩陣。

例如，以當(dāng)前通信系統(tǒng)的子載波數(shù)為3為例，初始子載波配對規(guī)則可以是：第一跳的第1個子載波和第二跳的第2個子載波進(jìn)行配對，第一跳的第2個子載波和第二跳的第3個子載波進(jìn)行配對，第一跳的第3個子載波和第二跳的第1個子載波進(jìn)行配對。該初始子載波配對規(guī)則以矩陣的形式可以表示為：

S102，根據(jù)初始子載波配對規(guī)則，確定初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則。

具體的，可以按照以下方式，來確定初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則：

根據(jù)初始子載波配對規(guī)則、初始化后的第一對偶變量和第二對偶變量，確定中間碼本分配規(guī)則和中間功率分配規(guī)則；

根據(jù)中間碼本分配規(guī)則、中間功率分配規(guī)則、初始子載波配對規(guī)則，計(jì)算加權(quán)和速率和對偶函數(shù)值，其中，計(jì)算的得到加權(quán)和速率作為第二加權(quán)和速率；

判斷對偶函數(shù)值減去第二加權(quán)和速率之后除以第二加權(quán)和速率再取絕對值后所得到的數(shù)值是否大于第二誤差值；

如果是，按照預(yù)設(shè)的更新規(guī)則，更新第一對偶變量和第二對偶變量，并將更新后的第一對偶變量和第二對偶變量確定為初始化后的第一對偶變量和第二對偶變量，返回執(zhí)行根據(jù)初始子載波配對規(guī)則、初始后化的第一對偶變量和第二對偶變量，確定中間碼本分配規(guī)則和中間功率分配規(guī)則的步驟；

如果否，將中間碼本分配規(guī)則確定為初始碼本分配規(guī)則，將中間功率分配規(guī)則確定為初始功率分配規(guī)則。

具體的，根據(jù)初始子載波配對規(guī)則、初始化后的第一對偶變量和第二對偶變量，確定中間碼本分配規(guī)則和中間功率分配規(guī)則，可以包括：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時，可以根據(jù)以下公式，計(jì)算中間功率分配規(guī)則P≡{p_k,m}：

其中，μ_k為初始化后的第一對偶變量，表示第k個用戶對應(yīng)的第一對偶變量，λ為初始化后的第二對偶變量，y＝[x]⁺表示：當(dāng)x<0時y＝0，當(dāng)x≥0時y＝x；

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時，根據(jù)以下公式，計(jì)算所述中間功率分配規(guī)則P≡{p_k,m}：

其中，

可以根據(jù)以下公式，計(jì)算中間碼本分配規(guī)則S≡{s_k,m}：

其中，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時：

具體的，根據(jù)中間碼本分配規(guī)則、中間功率分配規(guī)則、初始子載波配對規(guī)則，計(jì)算加權(quán)和速率和對偶函數(shù)值，可以包括：

可以根據(jù)以下公式，計(jì)算加權(quán)和速率C：

其中，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時：

根據(jù)以下公式，計(jì)算對偶函數(shù)值L：

其中，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時：

P_r為中繼節(jié)點(diǎn)的最大發(fā)射功率，P_k為：在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時第k個用戶的最大發(fā)射功率，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時基站分配的用于發(fā)送第k個用戶的數(shù)據(jù)的最大發(fā)射功率。

具體的，按照預(yù)設(shè)的更新規(guī)則，更新第一對偶變量和第二對偶變量，可以包括：

根據(jù)以下公式，計(jì)算更新后的第一對偶變量和第二對偶變量λ^(t+1)：

其中，t是迭代次數(shù)，為第t次迭代更新后第二對偶變量對應(yīng)的步長，為第t次迭代更新后第k個用戶對應(yīng)的第一對偶變量對應(yīng)的步長，為第t次迭代更新后的第k個用戶對應(yīng)的第一對偶變量，λ^(t)為第t次迭代更新后的第二對偶變量。

需要說明的是，在迭代的過程中，可以設(shè)置為常量，也可以按照一定的規(guī)律進(jìn)行更新以使迭代過程能夠快速收斂，本實(shí)施例對此不做限定。在迭代過程中更新的方法可以參見現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。

在第t次迭代時，如果|(L^(t)-C^(t))/C^(t)|≤ε，其中ε為收斂誤差，表示當(dāng)前所確定的碼本分配規(guī)則、功率分配規(guī)則是在當(dāng)前的初始子載波配對規(guī)則條件下的最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則。

S103，根據(jù)初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則，確定中間子載波配對規(guī)則。

具體的，可以按照以下方式，確定中間子載波配對規(guī)則：

初始化子載波對數(shù)量；

根據(jù)初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則，計(jì)算預(yù)設(shè)子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)下所有可能的子載波對對應(yīng)的理論加權(quán)和速率

根據(jù)所有可能的子載波對對應(yīng)的理論加權(quán)和速率，建立目標(biāo)矩陣R；

確定目標(biāo)矩陣中數(shù)值最大的一個元素，作為第一元素，并將第一元素對應(yīng)的子載波對確定為目標(biāo)子載波對；

將目標(biāo)子載波對的數(shù)量累加至子載波對數(shù)量，并將目標(biāo)矩陣中第一元素所在的行和列中的其它元素置為0，在子載波對數(shù)量小于第一跳的子載波總數(shù)的情況下，返回執(zhí)行確定目標(biāo)矩陣中數(shù)值最大的第一元素，并將第一元素對應(yīng)的子載波對確定為目標(biāo)子載波對的步驟；

根據(jù)所確定的目標(biāo)子載波對，確定中間子載波配對規(guī)則。

其中，C′_n,j表示：假定當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)只允許基站和第一用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時通信速率的加權(quán)和，第一用戶為：根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則以及預(yù)設(shè)的碼本與子載波間的映射關(guān)系確定的、使用第一跳的第n個子載波和第二跳的第j個子載波配對的子載波對與基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩簦凰瞿繕?biāo)矩陣R的行數(shù)為第二跳的子載波總數(shù)、列數(shù)為第一跳的子載波總數(shù)。

需要說明的是，預(yù)設(shè)子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)可以為上述原理性內(nèi)容中所介紹的新型子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)，也可以是其他的子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)施例對此不做限定。

具體的，根據(jù)初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則，計(jì)算預(yù)設(shè)子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)下所有可能的子載波對對應(yīng)的理論加權(quán)和速率可以包括：

根據(jù)以下公式，計(jì)算預(yù)設(shè)子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)下所有可能的子載波對對應(yīng)的理論加權(quán)和速率

其中，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時：

例如，在實(shí)際應(yīng)用中，可以預(yù)先建立候選子載波對集合R和已配對子載波對集合π，其中，候選子載波對集合R包含所有可能的子載波配對組合，而已配對子載波對集合π為空集。

在計(jì)算出預(yù)設(shè)子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)下所有可能的子載波對對應(yīng)的理論加權(quán)和速率后，找出候選子載波對集合R中理論加權(quán)和速率最大的子載波對，該子載波對為[n,j]＝arg max R，并將該子載波對[n,j]添加到已配對子載波集合π中，令π(n,j)＝1。然后更新候選子載波對集合R，令R(n,:)＝0且R(:,j)＝0，再在更新后的候選子載波對集合R中找出理論加權(quán)和速率最大的子載波對，直到找到的子載波對的數(shù)量等于第一跳的子載波總數(shù)，并根據(jù)所找到的子載波對，確定子載波配對規(guī)則。此時，也就確定了在當(dāng)前的初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則的條件下的最優(yōu)子載波配對規(guī)則。

可見，本方案通過對所有可能進(jìn)行配對的載波引入一種新的衡量標(biāo)準(zhǔn)來選擇最合適的子載波對，降低了總體的算法計(jì)算復(fù)雜度，進(jìn)一步提升了算法的可用性。

S104，根據(jù)初始碼本分配規(guī)則、初始功率分配規(guī)則、中間子載波配對規(guī)則，計(jì)算加權(quán)和速率，作為第一加權(quán)和速率。

其中，加權(quán)和速率為當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的通信速率的加權(quán)和。

具體的，根據(jù)初始碼本分配規(guī)則、初始功率分配規(guī)則、中間子載波配對規(guī)則，計(jì)算加權(quán)和速率的公式可以參照上述相關(guān)描述，在此不做贅述。

S105，判斷第一加權(quán)和速率與初始化后的第一加權(quán)和速率之差的絕對值是否大于第一誤差值；如果是，執(zhí)行S106，如果否，執(zhí)行S107。

為便于計(jì)算在第一次迭代時，可以初始化第一加權(quán)和速率為0。

在第t′+1次迭代時，如果|C^(t′+1)-C^(t′)|≤ε′，其中ε′為收斂誤差，表示當(dāng)前所確定的中間子載波配對規(guī)則、初始碼本分配規(guī)則、初始功率分配規(guī)則為最優(yōu)子載波配對規(guī)則、最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則。

S106，將中間子載波配對規(guī)則確定為初始子載波配對規(guī)則，將第一加權(quán)和速率確定為初始化后的第一加權(quán)和速率，返回執(zhí)行S102。

S107，將初始碼本分配規(guī)則、初始功率分配規(guī)則、中間子載波配對規(guī)則確定為最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則、最優(yōu)子載波配對規(guī)則。

在確定最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則、最優(yōu)子載波配對規(guī)則之后，還可以確定當(dāng)前通信系統(tǒng)在該最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則、最優(yōu)子載波配對規(guī)則的條件下對應(yīng)的加權(quán)和速率與能量效率等衡量系統(tǒng)性能的指標(biāo)參數(shù)。

具體的，計(jì)算能量效率EE的公式可以為：并且其中C^r為最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則、最優(yōu)子載波配對規(guī)則的條件下對應(yīng)的加權(quán)和速率，為最優(yōu)功率分配規(guī)則對應(yīng)的中繼節(jié)點(diǎn)的實(shí)際發(fā)射功率，為在最優(yōu)功率分配規(guī)則的情況下，上行網(wǎng)絡(luò)中第k個用戶實(shí)際消耗的發(fā)射功率，或下行網(wǎng)絡(luò)中基站發(fā)送第k個用戶的數(shù)據(jù)實(shí)際消耗的發(fā)射功率。

由以上可知，使用本實(shí)施例提供的方案，在單中繼網(wǎng)絡(luò)中引入SCMA技術(shù)，經(jīng)過多次迭代的方式，可以獲得適用于單中繼密集網(wǎng)絡(luò)的基于加權(quán)和速率最優(yōu)的功率分配、碼本分配和子載波配對規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)單中繼網(wǎng)絡(luò)的密集通信，進(jìn)一步提升單中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，實(shí)現(xiàn)高譜效高能效的通信。

下面以一個具體實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例提供的資源分配方法的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說明。

參見圖2-圖5，其中，SCMA-IJRASP-SOA是利用本發(fā)明實(shí)施提供的資源分配方法所獲得的中繼協(xié)作SCMA上行傳輸網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)和速率，SCMA-IJRASP-ODA是中繼協(xié)作SCMA上行傳輸網(wǎng)絡(luò)理論上的資源分配最優(yōu)解對應(yīng)的加權(quán)和速率，SCMA-Mean和SCMA-Random是采用其他算法所獲得的中繼協(xié)作SCMA上行傳輸網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)和速率，OFDMA-IJRASP-ODA是中繼協(xié)作OFDMA上行傳輸網(wǎng)絡(luò)中考慮功率分配、子載波分配和子載波配對的理論上的最優(yōu)解對應(yīng)的加權(quán)和速率。

從圖2可以看出，當(dāng)用戶發(fā)射功率上限增加時，系統(tǒng)的加權(quán)和速率也增加，并且本發(fā)明實(shí)施例所提供的資源分配方法與最優(yōu)算法的性能相近。

從圖3可以看出，當(dāng)系統(tǒng)的子載波數(shù)目增加時，系統(tǒng)的加權(quán)和速率也會增加，且增加的速度越來越慢。而且當(dāng)系統(tǒng)的子載波數(shù)目較大時，中繼協(xié)作SCMA上行傳輸網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)和速率，即使在未采用本發(fā)明實(shí)施例所提供的算法的情況下也要高于中繼協(xié)作OFDMA上行傳輸網(wǎng)絡(luò)采用最優(yōu)資源分配方案的加權(quán)和速率，證明了中繼技術(shù)與SCMA結(jié)合相較于中繼技術(shù)與OFDMA結(jié)合的優(yōu)勢。

從圖4可以看出，當(dāng)用戶發(fā)射功率上限增加時，系統(tǒng)的能量效率在降低，并且可以看出，本發(fā)明實(shí)施例所提供的資源分配方法相對于其他算法在能效上具有很大的優(yōu)勢。

從圖5可以看出，當(dāng)系統(tǒng)的子載波數(shù)目增加時，系統(tǒng)的能量效率也會增加，同時結(jié)合圖3可以看出，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的資源分配方法，增加系統(tǒng)的子載波數(shù)目時能夠同時實(shí)現(xiàn)加權(quán)和速率與能量效率的優(yōu)化，并且加權(quán)和速率與能量效率指標(biāo)相對于中繼協(xié)作OFDMA上行傳輸網(wǎng)絡(luò)都有很大提升。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明實(shí)施例在中繼傳輸網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用SCMA技術(shù)，提出了一種聯(lián)合功率分配、碼本分配和子載波配對的加權(quán)和速率優(yōu)化模型，并提供了一種的迭代優(yōu)化資源分配的算法。在內(nèi)層通過閉式求解的循環(huán)比較以實(shí)現(xiàn)功率和碼本的最優(yōu)分配，外層則通過新型算法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)子載波配對。在子載波配對階段，對所有可能進(jìn)行配對的子載波對引入一種新的衡量標(biāo)準(zhǔn)來選擇最合適的子載波對，從而能夠在獲得與最優(yōu)算法近似的加權(quán)和速率以及能量效率性能指標(biāo)，同時大幅度降低系統(tǒng)的計(jì)算復(fù)雜度。

相應(yīng)于上述方法實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種資源分配裝置。圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種資源分配裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置可以包括：

第一確定模塊601，用于確定當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中的初始子載波配對規(guī)則；

第二確定模塊602，用于根據(jù)所述初始子載波配對規(guī)則，確定初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則；

第三確定模塊603，用于根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則和所述初始功率分配規(guī)則，確定中間子載波配對規(guī)則；

計(jì)算模塊604，用于根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則、所述初始功率分配規(guī)則、所述中間子載波配對規(guī)則，計(jì)算加權(quán)和速率，作為第一加權(quán)和速率，其中，所述加權(quán)和速率為所述當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的通信速率的加權(quán)和；

判斷模塊605，用于判斷所述第一加權(quán)和速率與初始化后的第一加權(quán)和速率之差的絕對值是否大于第一誤差值；

第四確定模塊606，用于在所述判斷模塊605判斷出所述第一加權(quán)和速率與初始化后的第一加權(quán)和速率之差的絕對值大于第一誤差值時，將所述中間子載波配對規(guī)則確定為初始子載波配對規(guī)則，將所述第一加權(quán)和速率確定為初始化后的第一加權(quán)和速率，觸發(fā)所述第二確定模塊602；

第五確定模塊607，用于在所述判斷模塊605判斷出所述第一加權(quán)和速率與初始化后的第一加權(quán)和速率之差的絕對值不大于第一誤差值時，將所述初始碼本分配規(guī)則、所述初始功率分配規(guī)則、所述中間子載波配對規(guī)則確定為最優(yōu)碼本分配規(guī)則、最優(yōu)功率分配規(guī)則、最優(yōu)子載波配對規(guī)則。

具體的，所述計(jì)算模塊604，具體可以用于：

根據(jù)以下公式，計(jì)算加權(quán)和速率C：

其中，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時：

K為當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶總數(shù)，M為當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中的碼本總數(shù)，N為當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中的子載波數(shù)；w_k為預(yù)設(shè)的第k個用戶的通信速率的權(quán)重系數(shù)；s_k,m為第m個碼本是否被分配并用于傳輸?shù)趉個用戶的數(shù)據(jù)；和分別為用戶處的高斯白噪聲功率、中繼節(jié)點(diǎn)處的高斯白噪聲功率和基站處的高斯白噪聲功率，β為中繼節(jié)點(diǎn)的放大系數(shù)；d_n,m為第m個碼本是否占用第n個子載波；a_n,m為第m個碼本在第n個子載波上分配的功率比例系數(shù)；在上行通信網(wǎng)絡(luò)中，SNR_k,m為當(dāng)?shù)趉個用戶使用第m個碼本傳輸數(shù)據(jù)時基站的接收信噪比，p_k,m為第k個用戶使用第m個碼本傳輸數(shù)據(jù)時的發(fā)射功率，第一跳表示用戶與中繼節(jié)點(diǎn)的信道，第二跳表示中繼節(jié)點(diǎn)與基站的信道，h_k,n為在第一跳中第k個用戶通過第n個子載波與中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的信道增益系數(shù)，g_j為在第二跳中中繼節(jié)點(diǎn)通過第j個子載波與基站進(jìn)行通信的信道增益系數(shù)；在下行通信網(wǎng)絡(luò)中，SNR_k,m為基站使用第m個碼本傳輸?shù)趉個用戶的數(shù)據(jù)時用戶的接收信噪比，p_k,m為基站使用第m個碼本傳輸?shù)趉個用戶的數(shù)據(jù)時的發(fā)射功率，第一跳表示基站與中繼節(jié)點(diǎn)的信道，第二跳表示中繼節(jié)點(diǎn)與用戶的信道，h_k,j為在第二跳中中繼節(jié)點(diǎn)通過第j個子載波與第k個用戶進(jìn)行通信的信道增益系數(shù)，g_n為在第一跳中基站通過第n個子載波與中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的信道增益系數(shù)；π_n,j為第一跳的第n個子載波是否和第二跳的第j個子載波配對。

具體的，所述第二確定模塊602，可以包括：

第一確定子模塊，用于根據(jù)所述初始子載波配對規(guī)則、初始化后的第一對偶變量和第二對偶變量，確定中間碼本分配規(guī)則和中間功率分配規(guī)則；

第一計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述中間碼本分配規(guī)則、所述中間功率分配規(guī)則、所述初始子載波配對規(guī)則，計(jì)算加權(quán)和速率和對偶函數(shù)值，其中，計(jì)算的得到加權(quán)和速率作為第二加權(quán)和速率；

判斷子模塊，用于判斷所述對偶函數(shù)值減去所述第二加權(quán)和速率之后除以所述第二加權(quán)和速率再取絕對值后所得到的數(shù)值是否大于第二誤差值；

第二確定子模塊，用于在所述判斷子模塊判斷出所述對偶函數(shù)值減去所述第二加權(quán)和速率之后除以所述第二加權(quán)和速率再取絕對值后所得到的數(shù)值大于第二誤差值時，按照預(yù)設(shè)的更新規(guī)則，更新第一對偶變量和第二對偶變量，并將更新后的第一對偶變量和第二對偶變量確定為初始化后的第一對偶變量和第二對偶變量，觸發(fā)所述第一確定子模塊；

第三確定子模塊，用于在所述判斷子模塊判斷出所述對偶函數(shù)值減去所述第二加權(quán)和速率之后除以所述第二加權(quán)和速率再取絕對值后所得到的數(shù)值不大于第二誤差值時，將所述中間碼本分配規(guī)則確定為初始碼本分配規(guī)則，將所述中間功率分配規(guī)則確定為所述初始功率分配規(guī)則。

具體的，所述第一確定子模塊，具體可以用于：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時，根據(jù)以下公式，計(jì)算所述中間功率分配規(guī)則P≡{p_k,m}：

其中，μ_k為初始化后的第一對偶變量，表示第k個用戶對應(yīng)的第一對偶變量，λ為初始化后的第二對偶變量，y＝[x]⁺表示：當(dāng)x<0時y＝0，當(dāng)x≥0時y＝x；

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時，根據(jù)以下公式，計(jì)算所述中間功率分配規(guī)則P≡{p_k,m}：

其中，

具體的，所述第一確定子模塊，具體可以用于：

根據(jù)以下公式，計(jì)算中間碼本分配規(guī)則S≡{s_k,m}：

其中，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時：

具體的，所述第一計(jì)算子模塊，具體可以用于：

根據(jù)以下公式，計(jì)算對偶函數(shù)值L：

其中，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時：

P_r為中繼節(jié)點(diǎn)的最大發(fā)射功率，P_k為：在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時第k個用戶的最大發(fā)射功率，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時基站分配的用于發(fā)送第k個用戶的數(shù)據(jù)的最大發(fā)射功率。

具體的，所述第二確定子模塊，具體可以用于：

根據(jù)以下公式，計(jì)算更新后的第一對偶變量和第二對偶變量λ^(t+1)：

其中，t是迭代次數(shù)，為第t次迭代更新后第二對偶變量對應(yīng)的步長，為第t次迭代更新后第k個用戶對應(yīng)的第一對偶變量對應(yīng)的步長，為第t次迭代更新后的第k個用戶對應(yīng)的第一對偶變量，λ^(t)為第t次迭代更新后的第二對偶變量。

具體的，所述第三確定模塊603，可以包括：

初始化子模塊，用于初始化子載波對數(shù)量；

第二計(jì)算子模塊，用于根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則和初始功率分配規(guī)則，計(jì)算預(yù)設(shè)子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)下所有可能的子載波對對應(yīng)的理論加權(quán)和速率其中，C′_n,j表示：假定當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)只允許基站和第一用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時通信速率的加權(quán)和，第一用戶為：根據(jù)所述初始碼本分配規(guī)則以及預(yù)設(shè)的碼本與子載波間的映射關(guān)系確定的、使用第一跳的第n個子載波和第二跳的第j個子載波配對的子載波對與基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩簦?/p>

建立子模塊，用于根據(jù)所有可能的子載波對對應(yīng)的理論加權(quán)和速率，建立目標(biāo)矩陣R，其中，所述目標(biāo)矩陣R的行數(shù)為第二跳的子載波總數(shù)、列數(shù)為第一跳的子載波總數(shù)；

第四確定子模塊，用于確定所述目標(biāo)矩陣中數(shù)值最大的一個元素，作為第一元素，并將所述第一元素對應(yīng)的子載波對確定為目標(biāo)子載波對；

累加子模塊，用于將所述目標(biāo)子載波對的數(shù)量累加至所述子載波對數(shù)量，并將所述目標(biāo)矩陣中所述第一元素所在的行和列中的其它元素置為0，在所述子載波對數(shù)量小于第一跳的子載波總數(shù)的情況下，觸發(fā)所述第四確定子模塊；

第五確定子模塊，用于根據(jù)所確定的目標(biāo)子載波對，確定中間子載波配對規(guī)則。

具體的，所述第二計(jì)算子模塊，具體可以用于：

根據(jù)以下公式，計(jì)算預(yù)設(shè)子載波衡量標(biāo)準(zhǔn)下所有可能的子載波對對應(yīng)的理論加權(quán)和速率

其中，在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為上行通信網(wǎng)絡(luò)時：

在當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)為下行通信網(wǎng)絡(luò)時：

由以上可知，使用本實(shí)施例提供的方案，在單中繼網(wǎng)絡(luò)中引入SCMA技術(shù)，經(jīng)過多次迭代的方式，可以獲得適用于單中繼密集網(wǎng)絡(luò)的基于加權(quán)和速率最優(yōu)的功率分配、碼本分配和子載波配對規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)單中繼網(wǎng)絡(luò)的密集通信，進(jìn)一步提升單中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，實(shí)現(xiàn)高譜效高能效的通信。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對于裝置實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。