一种用于ofdm系统中的能量有效等功率分配方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线与移动通信技术领域，具体涉及0FDM系统中的传输功率资源分 配方法。
【背景技术】
[0002] 随着数据业务的广泛兴起以及移动互联网的迅猛发展，未来的无线通信技术将会 有更高的数据传输速率，以满足更多用户的需求。在当前众多无线解决方案中，正交频分 复用（0FDM)以其高频谱利用率以及强抗干扰能力的优点受到了广泛重视。但是，传统的 0FDM系统为了取得较高的频谱效率，更多的关注如何对系统资源进行分配使得传输速率最 大化，而忽视了系统的能量效率。目前有不少文献针对0FDM系统的能效问题进行了深入 的研究，然而已有的算法都存在计算复杂度过高的问题，需要不断搜索逐步迭代方可得到 系统最优传输功率。X.Cong等人提出了一种利用区间搜索的JID0算法，该算法虽然可以 在能够很好地处理频谱效率与能量效率有效折中，但是由于需要在很大范围内查找最优功 率分配，在实际的信道条件下复杂度仍然过高。具体可参见文献X.Cong，G.Y.Li，Z. Shunqing,C.Yan,andX.Shugong,''EnergyandSpectral-EfficiencyTradeoffin DownlinkOFDMANetworks, ^WirelessCommunications,IEEETransactionson,vol. 70 /7A激泌找勿ii.需要特别指出的是，当信道增益噪声比较大时，基于注水算法 的功率分配方式将逐渐逼近等功率分配算法，且等功率分配算法的计算复杂度非常低。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是解决0FDM系统中现有的资源分配方法存在的上述问题，提出了 一种适用于0FDM系统的传输功率分配方法。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于0FDM系统的动态资源分配方 法，包括：（1)参数初始化步骤；（2)功率分配步骤；其中， 所述参数初始化步骤具体包括初始化如下参数： 系统带宽万，子载波数目各子信道的信道增益/&,其中，:噪声功率CT2 ，系统允许的最大传输功率系统总传输功率_，系统电路功率/单个子载波带宽_ ，各子信道的信道增益噪声比; 所述功率分配步骤根据各子信道的信道增益噪声比，进行各子信道传输功率分配，具 体包括如下步骤： (21) .计算等功率传输时每个子信道分配得到的传输功率为^K/f; (22) .计算子信道在无传输功率约束条件下的近似最优传输功率p' (23) .计算基于等功率分配方法下子信道在满足能量效率最大时的近似最优传输功 率为
【主权项】
1. 一种用于OFDM系统中传输功率的资源分配方法，包括：（1)系统参数初始化步骤； (2)传输功率分配步骤；其中， 所述参数初始化步骤具体包括初始化如下参数： 系统带宽子载波数目y,子载波_上的信道增益^，其中4二,1，噪声功率 子载波厕传输功率P8，系统允许的最大传输功率I，系统电路功率4子载波间隔Ifp ，子载波^上的信道增益噪声比; 所述功率分配步骤进行各子载波传输功率分配，具体包括如下步骤： (21) .计算各个子信道的最大可允许传输功率 (22) .当采用等功率分配时，计算出各子载波在没有传输功率约束前提下的最优功率 # P' ； (23) .由于实际系统受总功率限制，可计算出所有子载波满足能量效率最优的传输功 率：
2. 根据权利要求1所述的传输功率资源分配方法，其特征在于，I；/的具体计算过程如 下： 求解系统能效表达式[/ fJ，并对传输功率P进行求导，令导数为零，具体为： □!
其^
分别表不系统传输总速率，总传输功率，以 及对应的电路功率。
3. 为等功率分配方式下各个子信道分配的传输功率，且电路功率包含静态电路功率 和动态功率两部分，即.........
;' ' 单位比特所消耗的功率。
4. 当信道增益噪A比较人吋，心7|:.,
那么系统 能量效率可近似为
然后对能效进行求导，即有
可求解出子信道^在无功率约束条件下的最优传输功率:
其中，汗:: ()为 Lambert函数，e为自然常数,U为连乘符号。
【专利摘要】本发明公开了一种用于OFDM系统中的传输功率资源分配方法，包括：(1)系统参数初始化步骤；(2)传输功率分配步骤。在信噪比较低时,本发明的方法无需迭代搜索即可求解得到基于能量有效的等功率分配近似最优解，有效地降低了计算复杂度。通过本发明的方法可以使得传输单位比特的能量最小化，即能量效率最大化，可以进一步提高能源利用率，从而达到绿色环保的目的。
【IPC分类】H04L27-26, H04W72-04, H04L5-00
【公开号】CN104660393
【申请号】CN201510113408
【发明人】王九如, 郑正广
【申请人】临沂大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月16日