[发明专利]多用户协同OFDM系统资源分配方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及协同通信技术领域，特别涉及一种多用户协同OFDM系统资源分配方法及系统。

背景技术

目前，越来越丰富的数据业务，致使移动互联网发展迅速。与此同时，高速数据给传统的蜂窝通信系统增加了挑战。如何利用现有的基站和终端，通过合理的资源分配，满足各个用户不同的业务要求，已成为一个研究热点。因为在LTE-Advanced（Long Term Evolution-Advanced)）系统中增加了协同中继技术，系统可以利用空间分集来以最小的功耗增大系统容量。Van der Meulen等首先提出通过协同通信，可以提高频谱利用率，增强无线网络的可靠性。Laneman等提出了固定中继、选择中继等协同方式，并推导了中断概率和系统容量。

协同通信的核心是利用虚拟天线分集，增加系统容量。具体而言就是在空间上，利用用户周围的手机终端的天线，形成一个VAA（Virtual Antenna Array，虚拟天线阵列），针对信道特性，源节点在和目的节点通信的同时，也可以把一部分信息分配给那些通过中继链路能够节约功率的子载波。通过该方法用户不需要多天线就可以达到更高的速率。目前OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分复用技术）协同通信是一个在IEEE802.16中正在完善的标准。

OFDM系统拥有很多子载波，并且子载波之间是正交的。同时每个子载波是窄带的，在深度衰落的情况下，平均在单个窄带子载波上，可以近似为平坦性衰落。这样可以允许用户根据自身信道特点，自适应的选择子载波来通信。例如,一个子载波对一个用户是深度衰落，有可能对其他用户是较好的选择。因此OFDM系统能更充分利用有限的频谱资源，特别是在3G以及LTE中，OFDM都是一项基本的技术。

目前，对协同通信中的资源分配的研究还并不太多。在论文Yidong Lang,Dirkand Karl-Dirk Kammeyer,“Efficient Power Allocation for Outage Restricted Asymmetric Distributed MIMO Multi-hop  Networks”,Personal,Indoor  and  Mobile  Radio Communications,2008(PIMRC 2008),IEEE International Symposium on.pp.1-5,doi:10.1109/PIMRC.2008.4699758中，分析了在分布式多跳对称网络中的端到端的中断概率，并在中断概率一定的情况下使总功率最小。但是该论文没有考虑源节点和目的节点之间的通信。论文Bo Gui and Leonard J.Cimini,Jr.“Resource Allocation Algorithms for Multiuser Cooperative OFDMA Systems with Subchannel Permutation”Information Sciences and Systems,2008.CIS S 2008.42nd Annual Conference on.19-21March 2008.pp.692-697,doi:

10.1109/CISS.2008.4558611考虑了源节点和目的节点之间的通信，但是其中的等比特分配算法不能根据各个子载波的信道增益调整分配方式，造成功率的浪费，降低了吞吐量。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种多用户协同OFDM系统资源分配方法及系统，在功率一定的情况下，提高OFDM系统的吞吐量。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种多用户协同OFDM系统资源分配方法，其包括步骤：

A：根据信道增益确定源节点发送信息时所采用的子载波的传输模式；所述传输模式包括直传模式和协同模式；

B：当所述子载波的传输模式为协同模式时，确定相应的中继节点，以及所述中继节点到目的节点的后段子载波；

C：根据所述子载波的传输模式，以及所述中继节点和所述后段子载波，采用遗传算法为所述子载波分配相应数量的比特。

优选地，所述步骤A具体包括步骤：