专利名称：一种ofdm无线中继网络系统及其资源分配方法
技术领域：
本发明涉及一种OFDM无线中继网络系统及其资源分配方法。
背景技术：
资源分配是OFDM无线中继网络的重要组成部分。在无线中继网络中，中继处于半双工状态，一个数据包的完整传输分为基站到中继和中继到用户两个时段，这两个时段可占用不同的时间。而用户需要选择合适的中继为其提供中继服务，并且要选择合适的子载波来传输数据并且需要为子载波配置功率。如果资源分配不合理，不仅会降低网络容量，还会影响到用户的服务质量。现有技术中，一般通过可行域搜索法实现资源分配。该算法在各约束条件界定的可行域中，根据一阶条件设置每次迭代的步长与上升方向，最终达到优化效果。在变量较少的情况下，可行域搜索法有着很高的效率。然而，OFDM中继网络存在着大量子载波分配的问题，如果使用现有 的可行域搜索法，直接在高维空间中寻求最优解，其时间复杂度将非常高。这时若使用智能优化算法将解决时间复杂度的问题，但是其性能却往往不够稳定。
发明内容
发明目的:本发明公布了一种OFDM无线中继网络系统及其资源分配方法，该方法可以以较低的时间和空间复杂度实现网络资源的分配，实现系统的最大容量，并且算法性倉急技术方案: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。为了提升整个中继系统的容量，并且减少算法的复杂度及保证算法的稳定性，一种OFDM无线中继网络资源的分配方法，其特征在于，包括以下步骤:(I)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；(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；(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)；(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。作为优选，步骤(3)中的外层迭代为了用于优化子载波的分配，步骤(2)中的内层迭代为了用于优化子载波功率的分配；作为优选，步骤(I)中的第一规则为:
权利要求
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.、M ; 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 = rf max[^lk=I I^-n,m,k | η = 1,2,..., /V]> 其中Rffl表示第m个用户所选择的中继编号；2匕1|^.,_|表示用户111选择中继η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: 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μη表示拉格朗日算子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η的用户mk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iu中继系统的各量； 第三规则为: P k = {lm=if^jwm>kprik,k = 1,2,…,4 其中Ps，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;'k示子载波选择因子，当'k=l时子载波k分配给用户m，当wm，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) ( i%， 其中c(t2)表示当前内层迭代所获得的系统容量；c(t2-l)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:
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。
全文摘要
本发明公布了一种OFDM无线中继网络系统及其系统的资源分配方法，该系统包括基站、中继以及用户，该方法包括以下步骤(1)各个中继确定其服务的用户集合；(2)定义外层迭代计数器值，子载波的初始分配值以及用户标号；(3)定义内层迭代计数器初始值，初始化拉格朗日算子；(4)计算各基站传输数据到中继以及各中继传输数据到用户的各子载波的功率分配，获得当前中继系统容量；(5)判断是否达到内层迭代最优，若达到则进入外层迭代，进入(6)，否则重新计算内层迭代计数器值并且更新拉格朗日算子，回到(4)；(6)判断是否达到外层迭代最优，若达到则终止迭代获得最优值，否则重新计算外层迭代计数器值并且更新子载波的分配值，回到(3)。
文档编号H04L27/26GK103249155SQ20131014181
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者林万华, 王江舟, 王向阳 申请人:东南大学