[发明专利]一种OFDM无线中继网络系统及其资源分配方法

权利要求书

1.一种OFDM无线中继网络系统，其特征在于，该系统包括：基站、中继以及用户；

基站用于无线信号的发送与接收；

中继用于基站与用户之间传输数据的中介，用于信号的复制、再发送、调整以及放大增益；

用户用于无线信号的接收。

2.一种如权利要求1所述的OFDM无线中继网络系统的OFDM无线中继网络系统的资源分配方法，应用于无线中继网络系统，其特征在于，该方法用于无线中继网络的资源分配，其包括以下步骤：

（1）基于中继传输数据到用户时段的子载波信道增益估计值，根据第一规则，各中继确定其服务的用户集合；

第一规则为：

Rm=nargmax{Σk=1n|hn,m,k|,n=1,2,...,N},]]>

其中R_m表示第m个用户所选择的中继编号；表示用户m选择中继n时的各子载波信道增益模的和的值；

（2）定义外层迭代计数器初始值，依据用户集合，各中继随机生成子载波的初始分配值，并且获得子载波的用户标号，进入内层迭代；其内层迭代包括以下步骤：

①设定内层迭代计数器的初始值，初始化拉格朗日算子；

②根据第二规则，计算出中继传输数据到用户时段的各子载波的功率分配值；

第二规则为：

Pr,k={[12W|hs,n,k|2λ|hn,mkk|2+Σn=1Nμn|hs,n,k|2-N0W|hn,mk,k|2]+,k=1,2,...,N},]]>

其中P_r,k表示第k个子载波在中继传输数据给用户时段所获得的功率分配值；λ和μ_n表示拉格朗日算子；h_s,n,k和分别表示子载波在基站传输数据给中继时候以及中继传输数据给用户时候中继n的用户m_k的信道增益；

再根据第三规则，得到基站传输数据到中继时段的各子载波的功率分配值，从而得到当前中继系统的容量；

第三规则为：

Ps,k={Σm=1M|hn,m,k|2|hs,n,k|2wm,kPr,k,k=1,2,...,K},]]>

其中P_s,k表示第k个子载波在中继传输数据给用户时段所获得的功率分配值；w_m,k示子载波选择因子，当w_m,k=1时子载波k分配给用户m，当w_m,k=0时子载波k分配给除用户m以外的其他用户；

③对于中继系统的容量，根据第四规则，判断中继系统是否达到最佳值，达到则内层迭代终止；否则进入步骤④；

第四规则为：

|C(t₂)-C(t₂-1)|/C(t₂)≤1%，

其中C(t₂)表示当前内层迭代所获得的系统容量；C(t₂-1)表示上一次内层迭代所获得的系统容量；

④重新计算内层迭代计数器的值，根据第五规则，更新拉格朗日算子，回到步骤②。

第五规则为：

λ(t2+1)=[λ(t2)-15(Ps-Σk=1K|hn,mk,k|2|hs,n,k|2Pr,k)λ(t2)]+]]>

μn(t2+1)=[μn(t2)-15(Pn-Σk=1KPr,k)μn(t2)]+,n=1,2,···N]]>

其中λ(t₂)、μ_n(t₂)表示当前的拉格朗日算子；λ(t₂+1)、μ_n(t₂+1)表示更新后的拉格朗日算子；P_s表示发送端的最大发射功率；P_n表示中继n的最大发射功率；

（3）经过内层迭代得到最优值，进入外层迭代，根据第六规则，判断是否达到外层最优值，达到则迭代终止，获得中继系统最大容量、最优子载波分配以及最优子载波功率分配，否则进入步骤（4）；

第六规则为：

|C(t₁)-C(t₁-1)|/C(t₁)≤1%，

其中C(t₁)表示当前外层迭代所获得的系统容量；C(t₁-1)表示上一次外层迭代所获得的系统容量；

（4）重新计算外层迭代计数器值，根据第七规则，更新子载波分配值，跳回（2）进入内层迭代；

第七规则为：

mk=margmax{|hn,m,k|2Pr,k,n∈{1,2,...,N},m∈Um|,},]]>

wm,k=1,m=mk0,m≠mk]]>

其中m_k表示子载波k分配给用户的用户编号；

3.如权利要求2所述的一种OFDM无线中继网络资源的分配方法，其特征在于，外层迭代用于优化子载波的分配，内层迭代用于优化子载波功率的分配。