多用戶ofdm系統中比例公平的載波分配方法
2023-09-19 04:07:20
專利名稱：多用戶ofdm系統中比例公平的載波分配方法
技術領域：
本發明涉及多用戶單/多天線OFDM系統中載波(頻率資源)的動態分配方法。
背景技術：
隨著無線網絡、多媒體技術和網際網路的逐漸融合，人們對無線通信業務的類型和質量的要求越來越高。為滿足無線多媒體和高速率數據傳輸的要求，需要開發新一代無線通信系統。新一代無線系統中，從物理層、媒體接入控制層到網絡層，將廣泛採用一些新技術，如正交頻分復用(OFDM)、多天線輸入和輸出(MTMO)等。
OFDM在頻域把信道分成許多正交子信道，整個寬帶頻率選擇性信道被分成相對平坦的子信道，同時，在每個OFDM符號間插入循環前綴(CP)作為保護間隔，大大減小了符號間幹擾(ISI)。由於OFDM具有抗多徑能力強等優點，普遍認為它是新一代無線傳輸鏈路的關鍵技術。
MTMO系統是指在發送和接收端使用多元天線陣列，它能顯著提高系統容量(頻譜效率)和無線傳輸鏈路質量(誤比特率)。利用MIMO技術提高系統容量和傳輸質量的方式包括兩類空分復用(SM)和空間分集(SD)。作為面向新一代無線信息網絡而提出的MIMO與OFDM相結合的MIMO OFDM傳輸技術也受到廣泛關注。MIMO與OFDM相結合的MIMO OFDM技術具有兩者的優點，它既通過OFDM調製把頻率選擇性MTMO衰落信道分解成一組並行平坦衰落信道，又利用MIMO提高了系統容量，適用於傳輸高質量的多媒體業務。
眾所周知，實用化的無線系統必須支持多用戶通信。因此，無論是一般的OFDM系統，還是多天線的OFDM系統，均需具有支持多用戶接入的能力。多用戶OFDM允許多個用戶共享一個OFDM符號。現有的固定信道分配方式，如時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)以及空分多址(SDMA)均可用於多用戶OFDM系統，它們分別分配不同的時隙、頻率、碼等資源給每個用戶。這些分配方式屬於靜態分配，沒有考慮到無線信道變化的影響。
FDMA應用於OFDM稱為正交頻分多址(OFDMA)，它在每個OFDM符號內，為每個用戶分配所有載波中的一部分子載波。當發射機未知每個用戶的信道狀態信息(CSI)時，可以為每個用戶任意分配一組子載波。而當發射機已知用戶的信道響應時，發射端根據信道狀態信息自適應分配子載波給用戶，獲得比對每個用戶任意分配子載波更好的性能。當OFDMA應用於上行時，所有接入用戶可以在小功率放大器下工作和為用戶動態分配帶寬。當它應用於下行時，對多個用戶並行發射數據，可通過調整子載波下行發射功率控制鏈路質量。與TDMA相比，OFDMA優點是可動態分配載波，對脈衝噪聲和幹擾有很強的魯棒性。
同時，多用戶無線網絡的特點是，同時有多個用戶能接收到發射端的信號，因此，發射機為不同用戶建立了不同傳播信道，則可以利用無線信道時變特徵，把無線資源分配給信道條件最好的用戶，這種利用各個用戶不同的衰落信道特徵的方法稱為多用戶分集(MuD)。MuD可以跟蹤利用信道的小尺度時變特性，提高無線資源(時、頻、碼、空間等)的利用率。
在獲得多用戶分集增益的同時，還必須保證系統中各個用戶能公平地獲得容量。OFDMA中，一般的載波分配方法沒有考慮到用戶之間的公平性問題，因此，需要針對無線信道的時變性和用戶公平性特點，提出有效的動態資源分配算法。
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發明內容
本發明的目的在於提供一種多用戶OFDM系統中的具有用戶公平性的動態載波(頻率資源)分配方法。
本發明中，假設系統共有K個用戶和N個載波，每個載波分配相同功率且只能被一個用戶利用。因此，可以作出以下定義(A)用戶k的第n個載波的信道噪聲比為Hk,n=hk,n2N0B/N,]]>其中hk，n為用戶k的第n個載波的信道增益，N0為白高斯噪聲功率譜密度，B為信道帶寬，噪聲功率σ2＝N0B/N。若分配給用戶k的第n個載波的功率為pk，n，則該用戶的接收信號噪聲比為SNRk，n＝pk，nHk，n，pk，n滿足總功率約束k=1Kn=1Npk,nPtot.]]>(B)用戶k的第n個載波的速率為rk，n＝log2(1+SNRk，n)，用戶k的容量(頻譜效率)為Ck=n=1Nk1Nkk,nrk,n,]]>速率為Rk=n=1NkBNkk,nrk,n,]]>其中Nk為分配給用戶k的載波數，ρk，n∈
表示其取值僅為1或0，取決於載波n是否被分配給用戶k，如果載波n被分配給用戶k，則ρk，n＝1，否則ρk，n＝0；所有用戶的遍歷總容量(Ergodic sum capacity)為C=k=1KCk.]]>(C)為保證用戶間的公平性，根據用戶的平均數據速率，限定各用戶速率之比為R1∶R2∶…∶RK＝φ1∶φ2∶…∶φK。
(D)定義用戶k的比例速率為Rk/φk。
本發明的載波分配方法的思想是儘可能把最大信道噪聲比的載波分配給用戶。首先，根據各用戶間的速率之比對所有載波進行初始化分配；然後，根據把最大信道噪聲比的載波分配給最低比例速率用戶的原則，對最初分配給用戶的載波進行再分配。其步驟如下第一步初始載波分配。
根據各用戶間的速率之比確定分配給各用戶的載波數Nk，即令N1∶N2∶…∶NK＝φ1∶φ2∶…∶φK，由此得到分配給用戶k的載波數 表示下取整)。對於未分配的載波N*=N-k=1KNk,]]>通過把這些載波分配給較高信道噪聲比的用戶來處理，先分配一個載波給最高信道噪聲比的用戶，再分配一個載波給次高信道噪聲比的用戶，以此類推，具體地，分以下幾步。
(1)根據各個用戶之間的速率之比確定分配給各個用戶的載波數；(2)用總載波數減去分配給各用戶的載波得到未被分配的載波；(3)初始化，載波計數n＝1；(4)計算該載波對應的各用戶信道噪聲比，通過比較獲得並最高信道噪聲比的用戶；(5)把該載波分配給最高信道噪聲比的用戶；(6)更新分配給該用戶的載波數Nk＝Nk+1；(7)更新載波計數n＝n+1；(8)判定，若n不大於N*，轉(4)步迭代，直至將未被分配的載波全部分配給用戶為止；否則，執行以下各步。
第二步載波再分配。
分以下幾步完成。
(1)初始化對於任意的用戶k∈[1，K]，載波n∈[1，N-N*]，定義未給用戶k分配的載波n為ρk，n＝0；對於任意的用戶k∈[1，K]，用戶k的速率Rk，n＝0；載波集合N＝[1 2…N-N*]。
(2)給每個用戶分配其最大信道噪聲比的載波以確定每個用戶速率Rk的初值1)初始化，用戶計數k＝1；2)計算該用戶對應的各載波信道噪聲比，通過比較獲得最高信道噪聲比的載波；3)把該載波分配給用戶k；4)更新載波集合，即從總載波集中減去已分配的載波數Nk＝Nk-1，N＝N-{n}；5)更新定義(B)中的速率Rk；6)更新用戶計數k＝k+17)判定，若k不大於K，轉入2)步迭代；否則，執行以下各步。
(3)給最低比例速率的用戶分配載波以保證用戶載波分配的公平性8)找到最小比例速率的用戶k；9)找到用戶k的最大信道噪聲比載波n；10)在該時隙內，分配第n個載波給用戶k；11)更新載波集合Nk＝Nk-1，N＝N-{n}；12)更新定義(B)中的速率Rk；13)判斷，若N＝不為空集合，轉8)步迭代，否則，結束。
上述為單天線OFDM系統的載波分配方法。對於空分復用工作模式的多天線OFDM(MIMO OFDM)系統，當接收端利用反饋信道把信道狀態信息返送到發送端後，對信道矩陣進行特徵值(SVD)分解可以把MIMO信道分解成並行獨立的多個單輸入單輸出(SISO)信道。這樣，可以把前述單天線OFDM系統的載波分配方法應用到多天線OFDM系統中。注意到在SISO OFDM中，分配給用戶的子載波用於一幅天線上，而MIMO OFDM中，分配給用戶的子載波用於多幅天線上。若發送、接收天線數相等，且每幅天線分配相同的載波，則每幅天線分配的載波數為分配給該用戶的載波數與天線數之比。
下面，將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述，其中圖1示出了多用戶單天線OFDM系統；圖2(a)是示出了根據本發明實施例的載波分配方法的總體流程圖；圖2(b)是示出了根據本發明實施例的初始載波分配方法的流程圖；圖2(c)是示出了根據本發明實施例的載波再分配方法的流程圖；圖3是將本發明與現有技術的仿真結果進行比較的曲線圖；圖4示出了用於解釋TDMA OFDM的示意圖；以及圖5示出了多用戶多天線OFDM系統。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作具體說明。應該指出，所描述的實施例僅是為了說明的目的，而不是對本發明範圍的限制。
實施例1單天線OFDM系統本發明所應用的多用戶單天線OFDM系統如圖1所示。
在發送端，採用編碼器101對輸入比特流進行信道編碼以抗噪聲；採用交織器102對編碼輸出進行交織處理以降低比特流相關性；採用調製器103將交織器輸出的比特流調製為符號流；插入導頻模塊104完成在發送符號流中插入用於定時、信道估計的導頻序列；採用IDFT處理器105對調製符號流作Nc點逆離散傅氏變換(IDFT)；CP模塊106對IDFT處理後的符號流加入循環前綴(CP)；採用射頻(RF)鏈107把基帶符號經載波調製後通過天線108發射到信道。
在接收端，RX模塊110把從天線端109～109』接收到的載波信號下變頻為基帶符號；移除CP模塊111～111』把OFDM符號的循環前綴刪除；DFT模塊112～112』進行Nc點離散傅氏變換(DFT)；信道估計模塊116～116』利用發送的導頻序列估計出信道增益，並利用反饋信道把估計結果反饋到發送端載波分配模塊117；DFT變換後的信號經解調113～113』、解交織114～114』、解碼115～115』後恢復信息比特流。
發送端載波分配模塊117根據每個用戶的接收信噪比等信息動態分配載波，並把分配結果送到發射端IDFT模塊105和接收端DFT模塊112，在這些模塊內根據載波分配信息形成OFDM符號。
下面討論OFDM系統的載波(頻率)資源分配。本發明中，假設系統共有K個用戶和N個載波，每個載波分配相同功率且只能被一個用戶利用。因此，可以作出以下定義(A)用戶k的第n個載波的信道噪聲比為Hk,n=hk,n2N0B/N,]]>其中hk，n為用戶k的第n個載波的信道增益，N0為白高斯噪聲功率譜密度，B為信道帶寬，噪聲功率σ2＝N0B/N。若分配給用戶k的第n個載波的功率為pk，n，則該用戶的接收信號噪聲比為SNRk，n＝pk，nHk，n，pk，n滿足總功率約束k=1Kn=1Npk,nPtot.]]>(B)用戶k的第n個載波的速率為rk，n＝log2(1+SNRk，n)，用戶k的容量(頻譜效率)為Ck=n=1Nk1Nkk,nrk,n,]]>速率為Rk=n=1NkBNkk,nrk,n,]]>其中Nk為分配給用戶k的載波數，ρk，n∈
表示其取值僅為1或0，取決於載波n是否被分配給用戶k，如果載波n被分配給用戶k，則ρk，n＝1，否則ρk，n＝0；所有用戶的遍歷總容量為C=k=1KCk.]]>(C)為保證用戶間的公平性，根據用戶的平均數據速率，限定各用戶速率之比為R1∶R2∶…∶RK＝φ1∶φ2∶…∶φK。
(D)定義用戶k的比例速率為Rk/φk。
本發明所提出的載波分配算法的思想是儘可能把最大信道噪聲比的載波分配給用戶以獲得最大容量，並根據把載波分配給最低比例速率用戶的原則以保證用戶間公平性。算法描述為首先，根據各用戶間的速率之比對所有載波進行初始化分配S2a01；然後，根據把最大信道噪聲比的載波分配給最低比例速率用戶的原則，對初分配給用戶的載波進行再分配S2a02，如圖2(a)～(c)所示。其步驟如下第一步初始載波分配。
(1)根據各用戶間的速率之比確定分配給各用戶的載波數Nk，即令N1∶N2∶…∶NK＝φ1∶φ2∶…∶φK，以保證用戶間的公平性。由此，可得到分配給用戶k的載波數 表示下取整)。S2b01(2)因(1)步中採用了取整的近似處理，故存在未被分配的載波N*，它為總載波數減去分配給各用戶的載波，即N*=N-k=1KNk.]]>通過把這些載波分配給較高信道噪聲比的用戶來處理，先分配一個載波給最高信道噪聲比的用戶，再分配一個載波給次高信道噪聲比的用戶，以此類推。
S2b02(3)初始載波計數n＝1； S2b03(4)計算該載波對應的各用戶信道噪聲比，通過比較獲得並最高信道噪聲比的用戶；S2b04(5)把該載波分配給最高信道噪聲比的用戶； S2b05(6)更新分配給該用戶的載波數Nk＝Nk+1； S2b06(7)更新載波計數n＝n+1； S2b07(8)判定，若n不大於N*，轉(S2b04)步迭代；否則，執行以下各步。S2b08第二步載波再分配。
根據把最大信道噪聲比的載波分配給最低比例速率用戶的原則，把初分配給用戶的載波進行再分配，它分以下幾步。
(1)初始化 S2c01對任意的用戶k∈[1，K]，載波n∈[1，N-N*]，定義未給用戶k分配載波n為ρk，n＝0；對任意的用戶k∈[1，K]，用戶k的速率Rk，n＝0；載波集合N＝[1 2…N-N*]。
(2)給每個用戶分配其最大信道噪聲比的載波。因第(3)步中對用戶進行公平載波分配時，需要已知每用戶速率Rk，故本步驟中，先給每用戶分配一個最高信道噪聲比的載波，由此計算出每個用戶速率初值。
1)用戶計數k＝1； S2c022)計算用戶k對應的各載波信道噪聲比，通過比較獲得最高信道噪聲比的載波； S2c033)把該載波分配給用戶k，即ρk，n＝1； S2c044)更新載波集合，即從總載波集中減去已分配的載波數Nk＝Nk-1，N＝N-{n}；S2c055)更新定義(B)中的速率Rk；S2c066)更新用戶計數k＝k+1；S2c077)判定，若k不大於K，轉S2c03步迭代；否則，執行以下各步。
S2c08通過1)～7)步，每個用戶均被分配了-個最高信道噪聲比的載波，同時，計算得到速率Rk初值。
(3)給最低比例速率的用戶分配載波。
8)找到最小比例速率Rk/φk的用戶k； S2c099)找到用戶k的最大信道噪聲比載波n；S2c1010)在該時隙內，分配第n個載波給用戶k，即ρk，n＝1；S2c1111)更新載波集合Nk＝Nk-1，N＝N-{n}；S2c1212)更新定義(B)中的速率Rk； S2c1313)判斷，若N＝不為空集合，轉S2c09步迭代，否則，結束。 S2c14通過8)～13)步，先找到最小比例速率的用戶，並在該時隙內，把該用戶的最大信道噪聲比載波分配該用戶，這樣，按照用戶比例速率依次進行載波分配，即先給最小比例速率的用戶分配載波，然後給次最小比例速率的用戶分配載波，以此類推，保證了用戶載波分配的公平性。
通過仿真試驗驗證提出的載波分配算法的性能，仿真參數如下系統共有64個載波，總帶寬為1MHz，總功率歸一化為1，噪聲功率譜密度為-80dBW/Hz，6徑信道，每徑功率時延分布呈指數衰減，用戶速率比例之比為φ1∶φ2∶…∶φK＝2∶1∶…∶1。利用這些參數分配載波時，若用戶為4，由第S2b01步計算出各用戶分配的載波數為25、12、12、12，則未被分配的載波N*＝64-(25+12+12+12)＝3。對這3個載波，利用S2b01～S2b07各步分配給用戶；然後，對每個用戶獲得載波，利用S2c01～S2c14各步進行載波再分配。仿真結果如圖4，可以看到，提出的動態載波分配方法的系統容量和高於一般的靜態資源分配方法TDMA(如圖4)，它為每個用戶分配不同時隙，並在一個時隙內獨佔所有載波。
實施例2多天線OFDM系統考慮採用空分復用工作模式的MIMO OFDM系統的下行鏈路(廣播信道)，發送端(基站BS)安裝NT幅天線，在每個用戶接收端安裝NR幅天線。
提出的MIMO OFDM系統如圖5，其工作原理為在發送端，輸入比特流經串/並變換101後復用到每根發射天線端109～109』；對每根天線支路端的比特流，採用編碼器102～102』對輸入比特流進行信道編碼以抗噪聲；採用交織器103～103』對編碼輸出進行交織處理以降低比特流相關性；採用調製器104～104』對交織器輸出比特流調製為符號流；插入導頻模塊105～105』完成在發送符號流中插入用於定時、信道估計的導頻序列；採用IDFT處理器106～106』對調製符號流作Nc點逆離散傅氏變換；CP模塊對107～107』IDFT處理後的符號流加入循環前綴；預濾波(發射濾波)器108對多天線發送信號預處理後，利用射頻鏈109～109』把基帶符號經載波調製後發射到信道。
在接收端，RX模塊112～112』、121～121』把從天線端111～111』、120～120』接收到的載波信號下變頻為基帶符號；同步模塊113、122完成幀同步、跟蹤；接收濾波器114、123的功能與預濾波器相對應，補償接收信號；移除CP模塊115～115』、124～124』把OFDM符號的循環前綴刪除；DFT模塊116～116』、125～125』進行Nc點離散傅氏變換；信道估計模塊118、127利用發送的導頻序列估計出信道增益，並利用反饋信道把估計結果反饋到發送端載波選擇模塊119；DFT變換後的信號經解調、解交織、解碼117、126後恢復信息比特流。
發送端載波分配模塊119根據每用戶的接收信噪比等信息動態分配載波，並把分配結果送到發射端IDFT模塊106～106』和接收端DFT模塊116～116』，在這些模塊內根據載波分配信息形成OFDM符號。
空分復用工作模式的MIMO系統的主要優勢是能獲得高的信道容量(頻譜效率)。對於空分復用多天線系統，設發射信號為x，預濾波後為x＝Vx，經信道H傳輸後的信號為y＝Hx+w＝HVx+w，接收濾波後信號向量y，且y＝UHy＝UH(HVx+w)，其中U為發射預濾波陣和V為接收濾波陣，「T」表示轉置，「H」表示矩陣的Hermite轉置，信道矩陣為 其中元素hij為發射天線i到接收天線j的信道衰落係數。當接收端利用反饋信道把信道狀態信息返送到發送端後，對信道矩陣進行特徵值(SVD)分解得H＝UΛVH，酉陣U、V滿足UUH＝I，VVH＝I；對角陣Λ＝diag(λ1λ2…λk)，λ1＞λ2＞…＞λk為H的特徵值，故接收濾波輸出y＝UH(UΛVH)(Vx)+UHw＝Λx+w，式中w為噪聲。可見，通過特徵值分解，可以把MIMO信道分解成並行獨立的多個單輸入單輸出(SISO)信道，分解得到的並行子信道個數等於H中非零特徵值的個數。
這樣，可以把前述單天線OFDM系統的載波分配方法應用到多天線OFDM系統中，對該算法流程的描述見實施例1，這裡不再贅述，下面用一示例說明。
採用與上述相同的參數，設系統共有64個載波，發射、接收端安裝2幅天線，有4個用戶，用戶速率比例之比為φ1∶φ2∶φ3∶φ4＝2∶1∶1∶1。經SVD分解，把MIMO信道轉化為SISO信道。這樣，即系統可分配的OFDM載波為64×2＝128個。對這些參數分配載波時，由第S2b01步計算出各用戶分配的載波數為51、25、25、25，則未被分配的載波N*＝128-(51+25+25+25)＝2。對這2個載波，利用S2b01～S2b07各步進行初始分配；然後，對已分配給每用戶的載波，利用S2c01～S2c14進行載波再分配。
儘管已經針對典型實施例示出和描述了本發明，本領域的普通技術人員應該理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以進行各種其他的改變、替換和添加。因此，本發明不應該被理解為被局限於上述特定實例，而應當由所附權利要求所限定。
權利要求
1.一種在多用戶正交頻分復用系統中對用戶進行公平性的動態載波分配的方法，包括初始載波分配步驟，根據各個用戶之間的速率之比確定分配給各個用戶的載波數；對於未被分配的載波，將其分配給具有較高信道噪聲比的用戶；載波再分配步驟，根據把最大信道噪聲比的載波分配給最低比例速率用戶的原則，對已確定初始分配給用戶的載波進行再分配。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述載波再分配步驟包括以下步驟初始化步驟；給每個用戶分配其最大信道噪聲比的載波，以確定每個用戶的速率的初值；以及根據各用戶的速率之比和上述速率初值，給最低比例速率的用戶分配載波，以保證用戶載波分配的公平性。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述初始載波分配步驟包括以下步驟根據各個用戶之間的速率之比確定分配給各個用戶的載波數；用總載波數減去分配給各用戶的載波得到未被分配的載波；對於每一個未被分配的載波，計算該載波對應的用戶信道噪聲比，通過比較，得到最高信道噪聲比的用戶；把該載波分配給所述最高信道噪聲比的用戶；更新分配給該用戶的載波數；以及繼續對未被分配的載波進行分配，直至將其全部分配給用戶為止。
4.根據權利要求1或3所述的方法，其特徵在於包括定義以下參數的步驟系統共有K個用戶和N個載波，每個載波分配相同的功率，且只能被一個用戶利用；(A)用戶k的第n個載波的信道噪聲比為Hk,n=hk,n2N0B/N,]]>其中hk，n為用戶k的第n個載波的信道增益，N0為白高斯噪聲功率譜密度，B為信道帶寬，噪聲功率σ2＝N0B/N，若分配給用戶k的第n個載波的功率為pk，n，則該用戶的接收信號噪聲比為SNRk，n＝pk，nHk，n，pk，n滿足總功率約束k=1Kn=1Npk,nPtot,]]>Ptot為總功率；(B)用戶k的第n個載波的速率為rk，n＝1og2(1+SNRk，n)，用戶k的容量(頻譜效率)為Ck=n=1Nk1Nkk,nrk,n,]]>速率為Rk=n=1NkBNkk,nrk,n,]]>其中Nk為分配給用戶k的載波數，ρk，n∈
表示其取值僅為1或0，取決於載波n是否被分配給用戶k，如果載波n被分配給用戶k，則ρk，n＝1，否則ρk，n＝0；所有用戶的遍歷總容量為C=k=1KCk;]]>(C)為保證用戶間的公平性，根據用戶的平均數據速率，限定各用戶速率之比為R1∶R2∶…∶RK＝φ1∶φ2∶…∶φK；以及(D)定義用戶k的比例速率為Rk/φk，其中所述初始載波分配步驟在於根據各用戶間的速率之比，確定分配給各用戶的載波數Nk，即令N1∶N2∶…∶NK＝φ1∶φ2∶…∶φK，由此得到分配給用戶k的載波數 表示下取整；對未分配的載波N*=N-k=1KNk,]]>把這些載波分配給具有較高信道噪聲比的用戶先分配一個載波給最高信道噪聲比的用戶，再分配一個載波給次高信道噪聲比的用戶，依此類推，直至全部分配為止。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於所述載波再分配步驟在於給每個用戶分配其最大信道噪聲比的載波，以確定每個用戶的速率Rk的初值計算用戶k對應的各載波信道噪聲比，通過比較獲得最高信道噪聲比的載波；把該載波分配給用戶k，即ρk，n＝1；更新載波集合，從總載波集中減去已分配的載波數Nk＝Nk-1，N＝N-{n}；更新速率Rk；針對下一個用戶進行判斷；按照用戶比例速率由低到高順序，依次給用戶分配載波，以保證用戶間的公平性找到最小比例速率的用戶k和用戶k的最大信道噪聲比載波n；在該時隙內，分配第n個載波給用戶k；更新載波集合Nk＝Nk-1，N＝N-{n}和速率Rk；判斷，若N＝不為空集合，轉上述找到最小比例速率的用戶的步驟進行迭代，否則，所述載波再分配結束。
6.根據權利要求1到5中的任何一項所述的方法，其特徵在於所述多用戶正交頻分復用系統是多用戶單天線正交頻分復用系統。
7.根據權利要求1到5中的任何一項所述的方法，其特徵在於所述多用戶正交頻分復用系統是多用戶多天線正交頻分復用系統。
8.一種在多用戶多天線正交頻分復用系統中對用戶進行公平性的動態載波分配的方法，包括步驟發送端發射導頻序列，接收端估計信道增益矩陣係數，並利用反饋信道把該信息返送到發送端；發送端對信道矩陣進行特徵值分解，從而將多天線信道分解為並行獨立的多個單輸入單輸出信道；以及針對所述多個單輸入單輸出信道，應用根據權利要求1到5中的任何一項所述的動態載波分配方法。
全文摘要
本發明涉及一種多用戶單/多天線正交頻分多址(OFDMA)系統中的具有用戶公平性的動態載波分配方法。OFDMA作為一種下一代無線多媒體網絡的傳輸技術，目前已被IEEE 802.16標準所採用。與一般的TDMA相比，OFDMA優點是可動態分配載波。但一般的OFDMA載波分配方法沒有考慮到用戶之間的公平性問題，因此，針對無線信道的時變性和用戶公平性特點，本發明提出一種有效的動態載波分配方法。首先，基於各用戶間的速率之比對所有載波進行初始化分配；然後，根據把最大信道噪聲比的載波分配給最低比例速率用戶的原則，對初分配給用戶的載波進行再分配，以保證各用戶間的公平性。該方法同時具有用戶公平性和系統容量提高的優點。
文檔編號H04J1/00GK1829210SQ20051005315
公開日2006年9月6日 申請日期2005年3月4日 優先權日2005年3月4日
發明者黎海濤, 李繼峰 申請人:松下電器產業株式會社