[发明专利]OFDMA系统中资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的优化方法，具体是一种OFDMA系统 中资源分配方法。

背景技术

随着当今社会的快速发展，人们对无线通信的通信速率要求越来越高，与此 同时，由于无线网络中用户服务业务的多样性，如何保证不同用户服务质量(QoS) 有差别的公平性，并同时提高整个无线小区的数据吞吐量，是当今无线通信领域 的重要研究课题。

继2008年3GPP-LTE标准化基本完成之后，2009年是IMT-Advanced(4G) 标准化正式启动的一年。而OFDM和中继技术成为在物理层支撑实现4G预定目标 的两大核心技术，这两大技术的应用，使得通信系统在空间和频域上的资源分配 问题变得更加复杂，更加具有挑战性，如何有效地进行系统资源的分配和优化， 成为能否获得良好性能的关键，这不仅仅是学术界研究的热点，同时也是无线通 信工业界需要解决的关键点。

在下行OFDMA系统中，基站根据用户返回的信道质量信息(CQI)分配系统 资源，资源的分配主要包括子载波，功率，自适应调制和比特分配。考虑到用户 不同的服务业务，因此资源的分配不仅要提高系统的吞吐量，还要考虑到用户之 间的有差别的公平性。传统的资源分配包括最大信干比，MAX-MIN等算法。最大 信干比算法以最大化系统吞吐量为目标(参见文献“C.Y.Wong，R.S.Cheng， K.B.Letaief，and R.D.Murch，Multiuser OFDM with adaptive subcarrier， bit，and power allocation[J].IEEE J.Sel.Areas Commun.1999， 17(10)：1747-1758”，)该策略虽然保证了高的吞吐量，但系统公平性最差； MAX-MIN算法主要是追求最大的公平性，即通过分配资源，使小区内的用户最终 达到相同的通信速率(参见文献W.Rhee and J.M.Cioffi.Increasing in capacity of multiuser OFDM system using dynamic subchannel allocation[J]. Proc.IEEE Int.Vehicular Tech.Conf.Tokyo，Japan.2000，2：1085-1089)。 由于该算法的目标在于使所有用户达到相同的服务质量，这样不仅大大减少了系 统吞吐量，同时也无法满足当今用户业务多样性的要求。

针对上述方法的不足，Z.Shen，G.Andrews，and L.Evans.提出了一种成 比例公平算法(参见文献Adaptive resource allocation in multiuser OFDM systems with proportional rate constraints[J].Proc.IEEE Wireless Commun. and Networking Conf.(WCNC’06).2005，4(6)：2726-2738)，该算法根据用 户业务的不同需求，自适应调整子载波与功率分配，以使各用户的速率满足一定 比例。但是该算法并没有考虑到中继，系统吞吐量依然较低，无法满足4G的通 信速率要求。

中继作为4G的一个核心技术，具有其特殊的优势。在3GPP LTE-A的提案 TR 36.814 V0.4.0中，指出在蜂窝系统中引入中继，可以提高基站与用户之间 通信的可靠性和系统吞吐量，增大小区的覆盖面积，并且能够改善小区边缘用户 的服务质量。由于引入中继后，传统的OFDMA多用户资源分配方法不再适用，因 此如何在保证一定的公平性的前提下，通过分配系统资源提高系统吞吐量是当前 急需解决的一个技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种OFDMA系统中资源分配方 法，保证多用户成比例的公平性的条件下，引入中继后自适应的分配子载波，功 率和中继，最终提升用户间的公平性，并增大系统的吞吐量，

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

步骤一：基站接收用户和中继返回的信道状态信息并初始化系统参数。

所述的信道状态信息包括：用户以直传方式到基站的直传信道状态信息以及 用户通过中继以转发方式到基站的中继信道状态信息。

所述的直传信道状态信息为：其中：i∈K表示用户的序号，n∈N 表示子载波序号；