專利名稱：一種ofdm無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)及其資源分配方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種OFDM無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)及其資源分配方法。
背景技術：
資源分配是OFDM無線中繼網(wǎng)絡的重要組成部分。在無線中繼網(wǎng)絡中，中繼處于半雙工狀態(tài)，一個數(shù)據(jù)包的完整傳輸分為基站到中繼和中繼到用戶兩個時段，這兩個時段可占用不同的時間。而用戶需要選擇合適的中繼為其提供中繼服務，并且要選擇合適的子載波來傳輸數(shù)據(jù)并且需要為子載波配置功率。如果資源分配不合理，不僅會降低網(wǎng)絡容量，還會影響到用戶的服務質(zhì)量?，F(xiàn)有技術中，一般通過可行域搜索法實現(xiàn)資源分配。該算法在各約束條件界定的可行域中，根據(jù)一階條件設置每次迭代的步長與上升方向，最終達到優(yōu)化效果。在變量較少的情況下，可行域搜索法有著很高的效率。然而，OFDM中繼網(wǎng)絡存在著大量子載波分配的問題，如果使用現(xiàn)有 的可行域搜索法，直接在高維空間中尋求最優(yōu)解，其時間復雜度將非常高。這時若使用智能優(yōu)化算法將解決時間復雜度的問題，但是其性能卻往往不夠穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明公布了一種OFDM無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)及其資源分配方法，該方法可以以較低的時間和空間復雜度實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的分配，實現(xiàn)系統(tǒng)的最大容量，并且算法性倉急技術方案:一種OFDM無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:基站、中繼以及用戶?；居糜跓o線信號的發(fā)送與接收；中繼用于基站與用戶之間傳輸數(shù)據(jù)的中介，用于信號的復制、再發(fā)送、調(diào)整以及放大增益；用戶用于無線信號的接收。為了提升整個中繼系統(tǒng)的容量，并且減少算法的復雜度及保證算法的穩(wěn)定性，一種OFDM無線中繼網(wǎng)絡資源的分配方法，其特征在于，包括以下步驟:(I)基于中繼傳輸數(shù)據(jù)到用戶時段的子載波信道增益估計值，根據(jù)第一規(guī)則各中繼確定其服務的用戶集合；(2)定義外層迭代計數(shù)器初始值，依據(jù)用戶集合，各中繼隨機生成子載波的初始分配值，并且獲得子載波的用戶標號，進入內(nèi)層迭代；(3)經(jīng)過內(nèi)層迭代得到最優(yōu)值，進入外層迭代，根據(jù)第六規(guī)則，判斷是否達到外層最優(yōu)值，達到則迭代終止，獲得中繼系統(tǒng)最大容量、最優(yōu)子載波分配以及最優(yōu)子載波功率分配，否則進入步驟(4)；(4)重新計算外層迭代計數(shù)器值，根據(jù)第七規(guī)則更新子載波分配值，跳回(2)進入內(nèi)層迭代。作為優(yōu)選，步驟(3)中的外層迭代為了用于優(yōu)化子載波的分配，步驟(2)中的內(nèi)層迭代為了用于優(yōu)化子載波功率的分配；作為優(yōu)選，步驟(I)中的第一規(guī)則為:
權利要求
1.一種OFDM無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:基站、中繼以及用戶； 基站用于無線信號的發(fā)送與接收； 中繼用于基站與用戶之間傳輸數(shù)據(jù)的中介，用于信號的復制、再發(fā)送、調(diào)整以及放大增.、M ; 用戶用于無線信號的接收。
2.一種如權利要求1所述的OFDM無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)的OFDM無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)的資源分配方法，應用于無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)，其特征在于，該方法用于無線中繼網(wǎng)絡的資源分配，其包括以下步驟: (1)基于中繼傳輸數(shù)據(jù)到用戶時段的子載波信道增益估計值，根據(jù)第一規(guī)則，各中繼確定其服務的用戶集合； 第一規(guī)則為: Rm = rf max[^lk=I I^-n,m,k | η = 1,2,..., /V]> 其中Rffl表示第m個用戶所選擇的中繼編號；2匕1|^.,_|表示用戶111選擇中繼η時的各子載波信道增益模的和的值； (2)定義外層迭代計數(shù)器初始值，依據(jù)用戶集合，各中繼隨機生成子載波的初始分配值，并且獲得子載波的用戶標號，進入內(nèi)層迭代；其內(nèi)層迭代包括以下步驟: ①設定內(nèi)層迭代計數(shù)器的初始值，初`始化拉格朗日算子； ②根據(jù)第二規(guī)則，計算出中繼傳輸數(shù)據(jù)到用戶時段的各子載波的功率分配值； 第二規(guī)則為: P — _i__ItlS,η,κ\___N0W— I 2 WI rr,k — I ,,2, ,2 1|2 > K — Ι, ,..., iV V， Λ卜+Ση=ι卜n,mfc,fc|.J 其中Pu表示第k個子載波在中繼傳輸數(shù)據(jù)給用戶時段所獲得的功率分配值；λ和μη表示拉格朗日算子分別表示子載波在基站傳輸數(shù)據(jù)給中繼時候以及中繼傳輸數(shù)據(jù)給用戶時候中繼η的用戶mk的信道增益； 再根據(jù)第三規(guī)則，得到基站傳輸數(shù)據(jù)到中繼時段的各子載波的功率分配值，從而得到當iu中繼系統(tǒng)的各量； 第三規(guī)則為: P k = {lm=if^jwm>kprik,k = 1,2,…,4 其中Ps，k表示第k個子載波在中繼傳輸數(shù)據(jù)給用戶時段所獲得的功率分配值;'k示子載波選擇因子，當'k=l時子載波k分配給用戶m，當wm，k=0時子載波k分配給除用戶m以外的其他用戶； ③對于中繼系統(tǒng)的容量，根據(jù)第四規(guī)則，判斷中繼系統(tǒng)是否達到最佳值，達到則內(nèi)層迭代終止；否則進入步驟④； 第四規(guī)則為:c (t2)-c(t2-1) |/c(t2) ( i%， 其中c(t2)表示當前內(nèi)層迭代所獲得的系統(tǒng)容量；c(t2-l)表示上一次內(nèi)層迭代所獲得的系統(tǒng)容量； ④重新計算內(nèi)層迭代計數(shù)器的值，根據(jù)第五規(guī)則，更新拉格朗日算子，回到步驟②。
第五規(guī)則為:
3.如權利要求2所述的一種OFDM無線中繼網(wǎng)絡資源的分配方法，其特征在于，外層迭代用于優(yōu)化子載波的分配，內(nèi)層迭代用于優(yōu)化子載波功率的分配。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種OFDM無線中繼網(wǎng)絡系統(tǒng)及其系統(tǒng)的資源分配方法，該系統(tǒng)包括基站、中繼以及用戶，該方法包括以下步驟(1)各個中繼確定其服務的用戶集合；(2)定義外層迭代計數(shù)器值，子載波的初始分配值以及用戶標號；(3)定義內(nèi)層迭代計數(shù)器初始值，初始化拉格朗日算子；(4)計算各基站傳輸數(shù)據(jù)到中繼以及各中繼傳輸數(shù)據(jù)到用戶的各子載波的功率分配，獲得當前中繼系統(tǒng)容量；(5)判斷是否達到內(nèi)層迭代最優(yōu)，若達到則進入外層迭代，進入(6)，否則重新計算內(nèi)層迭代計數(shù)器值并且更新拉格朗日算子，回到(4)；(6)判斷是否達到外層迭代最優(yōu)，若達到則終止迭代獲得最優(yōu)值，否則重新計算外層迭代計數(shù)器值并且更新子載波的分配值，回到(3)。
文檔編號H04L27/26GK103249155SQ20131014181
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權日2013年4月22日
發(fā)明者林萬華, 王江舟, 王向陽 申請人:東南大學