专利名称：半分布式资源分配方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种半分布式资源分配方法 及系统。
背景技术：
未来移动通信系统需要支持在高移动性下的高速传输，且具有更 广业务覆盖。这不仅需要采用先进传输技术，还需要新的网络体系结 构支持。蜂窝中继移动通信系统(简称蜂窝中继系统)是近年来的研 究热点，它通过中继节点的协作传输和资源优化分配能获得空间分集
增益，扩大网络覆盖，提高系统容量，增强系统性能。IEEE802.11， IEEE802.16以及欧洲的WINNER等组织都明确提出了 "中继，，以及 多跳协作传输的概念，并正在进行标准化的工作。因此，中继系统已 成为一种极具吸引力和竟争力的未来无线通信网络技术架构方案。
在蜂窝中继系统中，用户终端可以通过基站接入网络，也可以通 过中继站以两跳传输的方式接入网络，可认为系统中存在两类用户。 正是由于用户的多样性以及无线传播信道的时变性会实时地影响用户 当前链路的传输质量，为保证网络的较高吞吐量以及较高的用户满意 度，系统需要根据网络以及用户状态的变化即时地调整和分配新的通 信链路。资源分配作为一项重要的无线资源管理功能，同时也是移动 通信系统的 一个关键模块功能，其流程设计以及分配机制将直接影响 整个网络的性能。
中继技术的应用给蜂窝系统的资源分配机制带来了新的挑战，原 有的资源分配方案将无法适应新的系统要求。
首先，在传统蜂窝移动通信网络中，资源分配仅需要考虑在基站 和终端两种网络元素之间进行。随着中继技术的引入，在网络中除了
5原有的基站、终端之外，还增加了中继站这种新的网络元素，网络拓 朴的复杂化、用户种类的多样化将使得蜂窝中继网络的资源分配策略 必然更加复杂。
其次，在多用户情况下，无线通信系统需要分配的资源至少考虑 时频二维的联合优化。而中继站的引入，在改变网络拓朴的同时，也 带来了空间上的变化，即资源分配时需要考虑空间、时域、频域三维 优化，这也相应增加了资源管理模块的难度。
再次，现有的蜂窝中继系统基本采用的是集中式或者分布式的资 源分配方法。对于集中式的方法来讲，它能有效地最大化系统的吞吐
量，并保证用户的QoS。中继站的引入之后，它的资源管理功能如何 利用就成了一大难点。除了扩大覆盖，提高各跳链路的信噪比等固有 优势，如果沿用传统的集中式资源分配机制，不仅中继站的管理功能 没法得到体现与利用，同时由于多跳的信道信息反馈会给系统增加庞 大的开销，基站端的数据处理与资源分配决策也会更为复杂。而对于 分布式的方法来讲，它能在蜂窝中继系统中，有效的降低中继端的信
息反馈量，并且充分利用中继站的资源管理功能；但它的缺点也较为 明显，由于基站端对于第二跳链路的未知性，其资源分配不能最为有 效的优化吞吐量和用户满意度，如果从非合作博弈或者合作博弈角度 寻求分布式的资源分配方案，不仅需要牺牲一定的算法复杂度，而且 系统其性能很难达到最优。
不论是哪种资源分配方法，都需要在用户信道状态改变时，尽可 能保证用户的通信质量，这样才有利于提高用户满意率，提高系统吞 吐量。显然，传统的各种集中式资源分配方案，如轮询资源分配方案、 最大载干比资源分配方案、比例公平方案等等，都已不适用于蜂窝中 继系统，所以应当针对蜂窝中继系统的特点，重新考虑在引入中继技 术情况下的资源分配问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种适用于蜂窝中继系统的半分布式资源分配方法及系统，能够充分利用中继站这个新的网络元素的资源管理 功能，降低系统的反馈开销，提高资源的有效利用率，增加用户满意 度，增强系统吞吐量。
为实现上述目的，本发明提供了一种半分布式资源分配方法，包
括以下步骤
基站获得直传用户反馈的直传链路的信道状态信息、中继站反馈 的第一跳链路的信道状态信息和中继站预估的第二跳链路的平均速率 信息；
基站根据所述直传链路的信道状态信息、第一跳链路的信道状态 信息和平均速率信息将资源分配给中继站和直传用户；
所述中继站根据中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息将 已分配给中继站的资源再分配给中继用户。
进一步的，在所述中继站反馈第二跳链路的平均速率信息之前， 还包括以下步骤
所述中继站接收中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息，并 根据所述第二跳链路的信道状态信息预估所述第二跳链路的平均速率 信息。
进一步的，所述预估第二跳链路的平均速率信息的操作具体为
所述中继站对中继用户在第二跳链路各个子载波上的信道信息 进行加权处理，预估出所述第二跳链路的平均速率信息。
进一步的，所述基站根据所述直传链路的信道状态信息、第一跳 链路的信道状态信息和平均速率信息将资源分配给中继站和直传用户 的操作具体包括
将所有中继站视为整体中继站，所述基站将系统资源分配给所述 直传用户和整体中继站；
根据所述第二跳链路的平均速率信息，所述基站预估各个中继站 为支持第二跳链路的传输所需的子载波数量，并将已分配给所述整体 中继站的资源按照所述预估的子载波数量成比例分配给各个中继站。
进一步的，所述将系统资源分配给所述直传用户和整体中继站的操作具体为
基站以满足不同业务类型的最小传输速率需求为前提，最大化系 统吞吐量为准则，将资源分配给所述直传用户和整体中继站。
进一步的，所述将已分配给中继站的资源再分配给中继用户的操 作具体为
所述中继站依据中继用户在第一跳链路的传输速率，根据中继用 户反馈的第二跳链路的信道状态信息，调整子载波分配以及各子栽波 上的功率来分配第二跳链路的资源，以实现两跳速率均衡。
为实现上述目的，本发明提供了一种半分布式资源分配系统，包
括
第一信道状态获取模块，设于基站内，用于获得直传用户反馈的 直传链路的信道状态信息、中继站反馈的第一跳链路的信道状态信息 和中继站预估的第二跳链路的平均速率信息；
第一资源分配模块，设于基站内，用于根据所述直传链路的信道 状态信息、第一跳链路的信道状态信息和平均速率信息将资源分配给 中继站和直传用户；
第二信道状态获取模块，设于中继站内，用于获取中继用户反馈 的第二跳链路的信道状态信息；
第二资源分配模块，设于中继站内，用于根据所述第二跳链路的 信道状态信息将已分配给中继站的资源再分配给中继用户。
进一步的，还包括平均速率预估模块，设于中继站内，用于根据 所述第二跳链路的信道状态信息预估所述第二跳链路的平均速率信 每
进一步的，所述第一资源分配模块具体包括
中继站整体分配单元，用于将所有中继站视为整体中继站，所述 基站将系统资源分配给所述直传用户和整体中继站；
子载波预估单元，用于预估各个中继站为支持第二跳链路的传输 所需的子载波数量；
中继站个体分配单元，用于将已分配给所述整体中继站的资源按照所述预估的子载波数量成比例分配给各个中继站。
进一步的，所述第二资源分配模块具体包括
子载波调整单元，用于依据中继用户在第一跳链路的传输速率， 根据中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息，调整子载波分配以 及各子载波上的功率来分配第二跳链路的资源，以实现两跳速率均衡。
基于上述技术方案，本发明在考虑到充分利用中继站的资源管理 功能的前提下，根据中继系统在网络拓朴等方面具有的特点，将资源 分配方法分解在两个功能实体上分布实现，并在中继站实现两跳速率 均衡，不仅降低了中继用户第二跳信道状态信息的反馈开销与算法复 杂度，并且充分利用了中继站这个网络元素，有效地提升了网络的用 户满意率，保证了用户在移动环境下的通信服务质量，增强了系统吞 吐量以及资源利用率，具有较强的实用性。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请 的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构 成对本发明的不当限定。在附图中
图1为本发明涉及的蜂窝中继网络结构示意图。 图2a-2c分别为现有技术的集中式资源分配、本发明的半分布式 资源分配和现有技术的分布式资源分配的示意图。
图3为本发明半分布式资源分配方法的一实施例的流程示意图。 图4为本发明半分布式资源分配方法的另一实施例的流程示意图。
图5为本发明涉及的蜂窝中继网络中资源分配的示意图。
图6为本发明涉及的中继用户两跳均衡的示意图。
图7为本发明半分布式资源分配系统的一实施例的结构示意图。
图8为本发明半分布式资源分配系统的另一实施例的结构示意具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，为本发明涉及的蜂窝中继网络结构示意图。在蜂窝中继网络是由多个蜂窝小区构成，每个小区中包含一个基站BS (Base Station), —个或多个中继站RS (Relay Station)以及一个或多个移动 用户终端MS (Mobile Station)。其中直传用户d-MS可以通过直传链 路G。连接BS以接入网络，中继用户r-MS可以通过中继站RS建立 第二跳链路G2和第一跳链路Gi与基站BS的连接以接入网络。在图1 中还给出了基于TDD的帧结构的例子。所谓直传用户d-MS指的是接入站为基站BS的移动终端，中继 用户r-MS指的是接入站为中继站RS的移动终端。所谓接入站指的是 移动终端接入网络时所直接连接的设备，其接入方式可依据最大接受 功率、最小路径损耗、最大信道容量，或者其他准则等。所谓第一跳 链路指的是基站BS和中继站RS之间的通信连接，第二跳链路指的是 中继站RS与中继用户r-MS之间的通信连接，也称中继链路。本发明适用于上述的蜂窝中继系统，其采用的资源分配方式区别 于现有技术的集中式资源分配和分布式资源分配，即半分布式资源分 配。所谓半分布式资源分配方法指的是网络中针对中继用户的资源分 配分别在基站BS和中继站RS中进行，但二者的分配并不完全独立。 其中，基站BS所做的资源分配将依赖于中继站RS反馈的关于中继站 RS到中继用户r-MS链路的加权信息，而中继站RS的分配还可以根 据需要考虑基站BS到中继站RS的链路，以及中继站RS到中继用户 r-MS链路的速率均衡。下面进行现有技术和本发明的三种资源分配方法运用于蜂窝中 继系统的比较。如图2a-2c所示，分别为现有技术的集中式资源分配、 本发明的半分布式资源分配和现有技术的分布式资源分配的示意图。 这三种方式的主要区别说明如下1)从信息反馈的角度看，集中式的资源分配方法需要中继站将10中继用户第二跳的全部信道信息进行反馈；本发明提出的半分布式资 源分配方法只需要中继站将中继用户第二跳的平均速率进行反馈；而 分布式的资源分配方法不需要第二跳的信道信息反馈。2) 从网络接入站的功能看，集中式的资源分配功能集中在基站 端进行，中继站不参与资源分配，仅仅转发传输信号；本发明提出的 半分布式资源分配将在基站和中继站分别进行，且基站端能为中继用 户做资源预分配，中继站能为中继用户做两跳均衡处理；分布式的资 源分配也是在基站和中继站分别进行，但两个功能实体的资源分配是 完全独立的。3) 从资源分配的角度看，采用集中式的方法，基站在资源调度 时可基于两跳完整的信道状态信息去进行传输速率估计；采用本发明 提出的半分布式的方法，基站可基于中继站的平均速率信息反馈做出 资源预分配；采用分布式的方法，由于基站无法获取第二跳的信道状 态信息，因此它无法预估中继用户的传输速率，只能随机或者按照其 它准则处理。如图3所示，为本发明半分布式资源分配方法的一实施例的流程 示意图。本实施例包括以下步骤步骤101、基站获得直传用户反馈的直传链路的信道状态信息、 中继站反馈的第 一跳链路的信道状态信息和中继站预估的第二跳链路 的平均速率信息；步骤102、基站根据所述直传链路的信道状态信息、第一跳链路 的信道状态信息和平均速率信息将资源分配给中继站和直传用户；步骤103、中继站根据中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信 息将已分配给中继站的资源再分配给中继用户。在上述技术方案中，资源可以为系统分配给移动终端的时隙、频 带资源和/或功率资源，信道状态信息指的是链路在各个子载波上的信道状态o本发明实施例的方案充分地利用了中继站这个网络元素，将资源 分配方法分解在两个功能实体基站与中继站上以半分布式的形式实现，降低了中继用户第二跳信道状态信息的反馈开销与算法复杂度， 有效地提升了网络的用户满意率，保证了用户在移动环境下的通信服 务质量，增强了系统吞吐量以及资源利用率，具有较强的实用性。如图4所示，为本发明半分布式资源分配方法的另一实施例的流程示意图。在本实施例中，假设系统有M个共信道的蜂窝小区，频率 复用因子为l，系统带宽为S，分为^个正交的子信道。系统中均匀分 布着K个用户，其中有^个直传用户，^个中继用户，基站的下行最 大发射功率为《"中继站的下行最大发射功率为尸，第^用户在第附 小区第,跳第"号载波上的信道状态为G^,"、附=1""^, "-l，…，iV, '-O，l，2，其中/ = 0表示直传链路。系统采用时分半双工的方式，对于中继用户来讲，时隙资源分成《，"《两部分，以支持中继用户的两跳传输，""1。第一步，根据蜂窝中继系统的结构确定各种链路的信道状况，包 括直传链路、第一跳链路以及第二跳链路的信道状况，还可以包括测 量的信道信息，即信号在自由空间的传播损耗，阴影衰落以及多径衰 落等无线传播过程中存在的各种对信号有所影响的因素。直传用户将测得的用户链路的信道状态信息反馈至接入站(步骤la)，同时，中继站将第一跳链路的信道状态信息反馈至基站(步骤 lb)。第二步，中继站根据中继用户反馈的信道信息《，，")，根据香农 公式估计每个中继用户在第二跳所有载波上所能传输的平均速率^。 以线性等权重加权为例，对于第A个中继用户，其平均速率^为其中，《"")是第t中继用户在第w小区第/跳第"号载波上的信 噪干扰比其中，^"^是接入站对第*用户在第附小区第!跳笫"号载波上的发射功率，^是噪声功率，"G，^是第A用户在第附小区第'跳第"号载波上受到的整个网络的同频千扰w，")=Z"m《(/,")//"'(,，")式(1)中，^是信噪比门限，有^=1'5/—ln(5BER。， BE^是第t用户 的误比特率要求。中继站将预估的每个中继用户的平均速率^反馈至基站(步骤第三步，基站根据直传用户与中继站反馈的信道状态信息，基于 满足每个用户的最小传输速率要求准则做第一次的资源分配，分配的资源包括时隙、频带以及功率等资源，如图5所示。设系统所有用户的最小传输速率要求的向量为『-[《，w，…，w]， 基站估计的每个用户在各个子载波上的传输速率向量为《=[《1,c m2"..,c ;]，C ,4rf ， "矢dc"'1^i。g"i+rrx(i，"))， ^ (2)设系统子载波的分配标识因子为^，表示将第"号子载波分配给 第^用户f 1, if sub-carrier w is assigned to user A:， "'《 0， otherwise.基站将所有中继站视为 一个整体中继站，以满足不同业务类型的 最小传输速率需求为前提，最大化系统吞吐量为准则，将子载波资源以及功率资源分配给直传用户和中继站，具体步骤如下① 初始化设接入站(基站)的发射功率在各个子载波上均分，有② 如果"w，找出具有最大^7二的用户"并设《=1;否则， 跳转第⑤步；义附 —Z 加 、，"^加"m c*m r\ cm rv③ 更新 "一 * —""， 若< ，贝'J令=;④ 更新^C。,"《^^)， v、若^d"o， v、令Pi dr《，W，且"="+ 1，返回第②步； 对第t用户在第"号子载波分配功率135。 ，* 1 、+AHn2.d) e:(l，")啦|^ 1>:(1，")" ,《(3)其中， /r(i，")+cr2， ^是为最大化系统容量，满足约束条件^ 的拉格朗日乘数因子。 以上①~⑤步实现了基站以满足不同业务类型的最小传输速率 需求为前提，最大化系统吞吐量为准则，将系统资源分别分配给直传用户(步骤3)，以及分配给整体中继站(步骤4)。第四步，基站根据中继站反馈的平均速率信息^，预估各个中继 站为支持第二跳链路的传输所需要的子载波数量，并将第三步分配后， 分配给整体中继站的子载波资源按照预估的结果进行资源预分配(步设乂是第三步完成后，分配给所有中继站的子载波个数，瓦是基 站根据各个中继站反馈的平均速率信息^而估计出的中继为支持第二 跳链路传输所需要达到的传输速率，7 = 1""J， J为每小区放置的中继 站个数。则每个中继站所需要分配的子载波数^w为(4)由于缺少精确的信道信息反馈，基站在第四步所做的估计肯定存 在一定偏差，但其根本的目的就在于通过较少的反馈，尽可能准确的 根据中继用户的需求来分配第一跳的资源，从而为中继站的第二次分 配做好铺垫。第五步，中继站依据中继用户在第一跳链路的传输速率，根据中 继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息，调整子载波分配以及各子 载波上的功率来分配第二跳链路的资源，以实现两跳速率均衡。其中， 蜂窝中继网络的两跳均衡示意如图6所示，它的根本目的在于使得同 一中继用户的两跳速率尽可能相等。s丄2>""X=1， V"eN,A《、C加其中，《W是中继用户^在第一跳链路上的传输速率，"^"人"'、 是通过中继站的资源分配之后，中继用户^在第二跳链路上的传输速 率。两跳均衡可以通过两跳采用不用的子载波，或者不同数量的子载 波实现，这样不仅可提高资源利用率，还能进一步增强系统的吞吐量。基于上述两跳均衡准则，中继站所执行的第二次资源分配具体步 骤如下① 初始化设接入站(中继站)的发射功率在各个子载波上均分，. 尸舰，乂 0， = "77~&狄 .ranw m w,对于第J个中继站有 ，令""，且有^人a-、vV、② 如果"w",找出具有最大^C的用户^，并设""；=1;否则， 跳转第(D步；③ 更新《"'=《—ZL "入，若《"< 0 ，则令《w = 0;④ 更新MC叫=《".(《",/ K )， A ，若^ C,a = o, v、，令， V=C"V Wt，且"="+ 1，返回第②步； 对第、用户在第二跳链路第"号子载波分配功率《(2，") = S::;、22《(l)/flg =込(2，")=、/ \ 其中仏""J g(2,")M2， " =《①-,即⑥微调上述功率《""卜^&")土^，以满足 两跳速率均衡的约束条件。其中，AP是调整的功率步长，《是设定的满足两跳均衡的速率差 值门限。以上①~⑤步实现了中继站依据中继用户第二跳链路的信道状 态信息，并以两跳速率均衡为准则，将基站通过第四步分配给它的资 源，再有效的分配给中继用下面再根据一个具体的资源分配实施例来验证本发明半分布式 资源分配方法的优越性。
假设在本实施例中，系统由7个蜂窝小区构成的，每小区中心放 置1个基站，且每小区均匀放置6个中继站于2/3小区半径处，且基 站BS的下行最大发射功率为20W，中继站RS的下行最大发射功率 为2.5W，子载波数目为128个，子载波带宽为160kHz，载频为 3.95GHz。根据图2a-2c所示的三种资源分配方法，在集中式的资源分 配方法中，基站能获得所有用户链路的信道状态信息；在分布式的资 源分配方法中，中继站不需要反馈中继用户第二跳链路信道状态信息； 在本发明提出的半分布式资源分配方法中，中继站反馈等权重加权的 中继用户第二跳平均速率至基站，以此为一个具体实施例，比较上述 三种方法的优劣。
通过仿真验证，可以看出本发明半分布式方法使得中继用户速率 得到了一定的提高，同时直传用户速率也大大提升，满意率性能同集 中式的非常接近，同分布式策略比较满意率提升较大。综上所述，本 发明提出的半分布式资源分配方法是一种兼顾系统吞吐量与用户满意 率，并且降低了系统开销，使得资源利用更为合理的一种方案。
本发明的半分布式资源分配方法充分利用了中继站这个网元的 资源管理功能，不仅减少了反馈开销与算法复杂度，有效提升了网络 的用户满意率，保证了用户在移动环境下的通信服务质量，增强了系 统吞吐量，使有限的无线资源得到了高效的利用，具有较强的实用性。
本领域普通4支术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部 分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于 一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实 施例的步骤；而前述的存储介质包括ROM、 RAM、磁碟或者光盘 等各种可以存储程序代码的介质。
如图7为本发明半分布式资源分配系统的一实施例的结构示意 图。在本发明中包括第一信道状态获取模块71、第一资源分配模块72、 第二信道状态获取模块81和第二资源分配模块82。其中，第一信道状态获取模块71设于基站BS 7内，用于获得直传用户d-MS 6反馈 的直传链路的信道状态信息、中继站RS 8反馈的第一跳链路的信道状 态信息和中继站RS 8预估的第二跳链路的平均速率信息。
第一资源分配模块72设于基站BS 7内，用于根据直传链路的信 道状态信息、第一跳链路的信道状态信息和平均速率信息将资源分配 给中继站RS8和直传用户d-MS 6。
第二信道状态获取模块81设于中继站RS8内，用于获取中继用 户r-MS 9反馈的第二跳链路的信道状态信息。第二资源分配模块82 设于中继站RS8内，用于根据第二跳链路的信道状态信息将已分配给 中继站RS8的资源再分配给中继用户r-MS 9。
如图8所示，为本发明半分布式资源分配系统的另一实施例的结 构示意图。与上一实施例相比，本实施例还包括平均速率预估模块83， 该模块设于中继站RS 8内，用于根据第二跳链路的信道状态信息预估 第二跳链路的平均速率信息。
在上述实施例中，第一资源分配模块72可以具体包括中继站 整体分配单元，用于将所有中继站视为整体中继站，所迷基站将系统 资源分配给所述直传用户和整体中继站；子载波预估单元，用于预估 各个中继站为支持第二跳链路的传输所需的子载波数量；中继站个体 分配单元，用于将已分配给所述整体中继站的资源按照所述预估的子 载波数量成比例分配给各个中继站。
所述第二资源分配模块82具体包括子载波调整单元，用于依 据中继用户在第一跳链路的传输速率，根据中继用户反馈的第二跳链 路的信道状态信息，调整子栽波分配以及各子载波上的功率来分配第 二跳链路的资源，以实现两跳速率均衡。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而 非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属 领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进 行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案 的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1、一种半分布式资源分配方法，包括以下步骤基站获得直传用户反馈的直传链路的信道状态信息、中继站反馈的第一跳链路的信道状态信息和中继站预估的第二跳链路的平均速率信息；基站根据所述直传链路的信道状态信息、第一跳链路的信道状态信息和平均速率信息将资源分配给中继站和直传用户；所述中继站根据中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息将已分配给中继站的资源再分配给中继用户。
2、 根据权利要求1所述的半分布式资源分配方法，其中在所述中继站反馈第二跳链路的平均速率信息之前，还包括以下步骤所述中继站接收中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息，并根据所述第二跳链路的信道状态信息预估所迷第二跳链路的平均速率信息。
3、 根据权利要求2所述的半分布式资源分配方法，其中所述预估第二跳链路的平均速率信息的操作具体为所述中继站对中继用户在第二跳链路各个子载波上的信道信息进行加权处理，预估出所述第二跳链路的平均速率信息。
4、 根据权利要求1所述的半分布式资源分配方法，其中所述基站根据所述直传链路的信道状态信息、第一跳链路的信道状态信息和平均速率信息将资源分配给中继站和直传用户的操作具体包括将所有中继站视为整体中继站，所述基站将系统资源分配给所述直传用户和整体中继站；根据所述第二跳链路的平均速率信息，所述基站预估各个中继站为支持第二跳链路的传输所需的子载波数量，并将已分配给所述整体中继站的资源按照所述预估的子载波数量成比例分配给各个中继站。
5、 根据权利要求4所述的半分布式资源分配方法，其中所述将系统资源分配给所述直传用户和整体中继站的操作具体为基站以满足不同业务类型的最小传输速率需求为前提，最大化系统吞吐量为准则，将资源分配给所述直传用户和整体中继站。
6、 根据权利要求1-5任一所述的半分布式资源分配方法，其中所述将已分配给中继站的资源再分配给中继用户的操作具体为所述中继站依据中继用户在第一跳链路的传输速率，根据中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息，调整子载波分配以及各子载波上的功率来分配第二跳链路的资源，以实现两跳速率均衡。
7、 一种半分布式资源分配系统，包括第一信道状态获取模块，设于基站内，用于获得直传用户反馈的直传链路的信道状态信息、中继站反馈的第一跳链路的信道状态信息和中继站预估的第二跳链路的平均速率信息；第一资源分配模块，设于基站内，用于根据所述直传链路的信道状态信息、第一跳链路的信道状态信息和平均速率信息将资源分配给中继站和直传用户；第二信道状态获取模块，设于中继站内，用于获取中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息；第二资源分配模块，设于中继站内，用于根据所述第二跳链路的信道状态信息将已分配给中继站的资源再分配给中继用户。
8、 根据权利要求7所述的半分布式资源分配系统，其中还包括平均速率预估模块，设于中继站内，用于根据所述第二跳链路的信道状态信息预估所述第二跳链路的平均速率信息。
9、 根据权利要求7所述的半分布式资源分配系统，其中所述第一资源分配模块具体包括中继站整体分配单元，用于将所有中继站视为整体中继站，所述基站将系统资源分配给所述直传用户和整体中继站；子载波预估单元，用于预估各个中继站为支持第二跳链路的传输所需的子栽波数量；中继站个体分配单元，用于将已分配给所述整体中继站的资源按照所述预估的子载波数量成比例分配给各个中继站。
10、 根据权利要求9所述的半分布式资源分配系统，其中所述第二资源分配模块具体包括子载波调整单元，用于依据中继用户在第一跳链路的传输速率，根据中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息，调整子载波分配以及各子载波上的功率来分配第二跳链路的资源，以实现两跳速率均衡。
全文摘要
本发明涉及一种半分布式资源分配方法，包括以下步骤基站获得直传用户反馈的直传链路的信道状态信息、中继站反馈的第一跳链路的信道状态信息和预估的第二跳链路的平均速率信息；基站根据上述信息将资源分配给中继站和直传用户；中继站根据中继用户反馈的第二跳链路的信道状态信息将已分配给中继站的资源再分配给中继用户。本发明还涉及一种半分布式资源分配系统。本发明根据中继系统在网络拓扑等方面具有的特点，将资源分配方法分解在两个功能实体上分布实现，降低了中继用户第二跳信道状态信息的反馈开销与算法复杂度，有效地提升了网络的用户满意率，保证了用户在移动环境下的通信服务质量，增强了系统吞吐量以及资源利用率。
文档编号H04W72/00GK101505482SQ20091007846
公开日2009年8月12日 申请日期2009年2月23日 优先权日2009年2月23日
发明者俞欣旻, 彤 吴, 平 张, 莹 王, 晶 黄 申请人:北京邮电大学