一種用于ofdm系統(tǒng)中的能量有效等功率分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線與移動通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及0FDM系統(tǒng)中的傳輸功率資源分 配方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的廣泛興起以及移動互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，未來的無線通信技術(shù)將會 有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，以滿足更多用戶的需求。在當(dāng)前眾多無線解決方案中，正交頻分 復(fù)用（0FDM)以其高頻譜利用率以及強(qiáng)抗干擾能力的優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛重視。但是，傳統(tǒng)的 0FDM系統(tǒng)為了取得較高的頻譜效率，更多的關(guān)注如何對系統(tǒng)資源進(jìn)行分配使得傳輸速率最 大化，而忽視了系統(tǒng)的能量效率。目前有不少文獻(xiàn)針對0FDM系統(tǒng)的能效問題進(jìn)行了深入 的研究，然而已有的算法都存在計算復(fù)雜度過高的問題，需要不斷搜索逐步迭代方可得到 系統(tǒng)最優(yōu)傳輸功率。X.Cong等人提出了一種利用區(qū)間搜索的JID0算法，該算法雖然可以 在能夠很好地處理頻譜效率與能量效率有效折中，但是由于需要在很大范圍內(nèi)查找最優(yōu)功 率分配，在實(shí)際的信道條件下復(fù)雜度仍然過高。具體可參見文獻(xiàn)X.Cong，G.Y.Li，Z. Shunqing,C.Yan,andX.Shugong,''EnergyandSpectral-EfficiencyTradeoffin DownlinkOFDMANetworks, ^WirelessCommunications,IEEETransactionson,vol. 70 /7A激泌找勿ii.需要特別指出的是，當(dāng)信道增益噪聲比較大時，基于注水算法 的功率分配方式將逐漸逼近等功率分配算法，且等功率分配算法的計算復(fù)雜度非常低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決0FDM系統(tǒng)中現(xiàn)有的資源分配方法存在的上述問題，提出了 一種適用于0FDM系統(tǒng)的傳輸功率分配方法。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種用于0FDM系統(tǒng)的動態(tài)資源分配方 法，包括：（1)參數(shù)初始化步驟；（2)功率分配步驟；其中， 所述參數(shù)初始化步驟具體包括初始化如下參數(shù)： 系統(tǒng)帶寬萬，子載波數(shù)目各子信道的信道增益/&,其中，:噪聲功率CT2 ，系統(tǒng)允許的最大傳輸功率系統(tǒng)總傳輸功率_，系統(tǒng)電路功率/單個子載波帶寬_ ，各子信道的信道增益噪聲比; 所述功率分配步驟根據(jù)各子信道的信道增益噪聲比，進(jìn)行各子信道傳輸功率分配，具 體包括如下步驟： (21) .計算等功率傳輸時每個子信道分配得到的傳輸功率為^K/f; (22) .計算子信道在無傳輸功率約束條件下的近似最優(yōu)傳輸功率p' (23) .計算基于等功率分配方法下子信道在滿足能量效率最大時的近似最優(yōu)傳輸功 率為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于OFDM系統(tǒng)中傳輸功率的資源分配方法，包括：（1)系統(tǒng)參數(shù)初始化步驟； (2)傳輸功率分配步驟；其中， 所述參數(shù)初始化步驟具體包括初始化如下參數(shù)： 系統(tǒng)帶寬子載波數(shù)目y,子載波_上的信道增益^，其中4二,1，噪聲功率 子載波廁傳輸功率P8，系統(tǒng)允許的最大傳輸功率I，系統(tǒng)電路功率4子載波間隔Ifp ，子載波^上的信道增益噪聲比; 所述功率分配步驟進(jìn)行各子載波傳輸功率分配，具體包括如下步驟： (21) .計算各個子信道的最大可允許傳輸功率 (22) .當(dāng)采用等功率分配時，計算出各子載波在沒有傳輸功率約束前提下的最優(yōu)功率 # P' ； (23) .由于實(shí)際系統(tǒng)受總功率限制，可計算出所有子載波滿足能量效率最優(yōu)的傳輸功 率：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳輸功率資源分配方法，其特征在于，I；/的具體計算過程如 下： 求解系統(tǒng)能效表達(dá)式[/ fJ，并對傳輸功率P進(jìn)行求導(dǎo)，令導(dǎo)數(shù)為零，具體為： □!
其^
分別表不系統(tǒng)傳輸總速率，總傳輸功率，以 及對應(yīng)的電路功率。
3. 為等功率分配方式下各個子信道分配的傳輸功率，且電路功率包含靜態(tài)電路功率 和動態(tài)功率兩部分，即.........
;' ' 單位比特所消耗的功率。
4. 當(dāng)信道增益噪A比較人吋，心7|:.,
那么系統(tǒng) 能量效率可近似為
然后對能效進(jìn)行求導(dǎo)，即有
可求解出子信道^在無功率約束條件下的最優(yōu)傳輸功率:
其中，汗:: ()為 Lambert函數(shù)，e為自然常數(shù),U為連乘符號。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于OFDM系統(tǒng)中的傳輸功率資源分配方法，包括：(1)系統(tǒng)參數(shù)初始化步驟；(2)傳輸功率分配步驟。在信噪比較低時,本發(fā)明的方法無需迭代搜索即可求解得到基于能量有效的等功率分配近似最優(yōu)解，有效地降低了計算復(fù)雜度。通過本發(fā)明的方法可以使得傳輸單位比特的能量最小化，即能量效率最大化，可以進(jìn)一步提高能源利用率，從而達(dá)到綠色環(huán)保的目的。
【IPC分類】H04L27-26, H04W72-04, H04L5-00
【公開號】CN104660393
【申請?zhí)枴緾N201510113408
【發(fā)明人】王九如, 鄭正廣
【申請人】臨沂大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月16日