专利名称：一种基于子载波合并的多播资源调度方法
技术领域：
本发明属于无线通信技术领域，尤其是一种基于子载波合并的多播资源调度方法。
背景技术：
随着无线通信的飞速发展，用户需求不再仅仅局限于单一的语音业务；视频点播、音乐下载和移动电视等高速数据业务需求迅猛增长。随着用户的增多，传统的点对点方式已无力承载多媒体等高速业务。多媒体广播/多播技术(MBMS Multimedia Broadcast andMulticast Service)，以它高效的点到多点的数据传输方式，大大提高移动网络资源的利用率，能很好地化解目前高速多媒体业务所遇到的困境，成为无线通信系统发展的热点技术之一。在多媒体多播系统中，为了保证所有服务用户都能够正常接收数据，多播业务速率取决于链路接收性能最差的用户，而实际中最差用户的链路接收性能往往非常差，这严重制约了多播业务速率的提升，也影响了多媒体多播业务的发展。
发明内容
本发明目的是提供一种基于子载波合并的多播资源调度方法，在不增加额外的系统资源开销的情况下，通过合理调度现有资源，尽可能改善目前多播系统中业务速率相对较低的问题。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案本发明提出一种基于子载波合并的多播资源调度方法，该方法通过在两个的子载波上发送相同的信息，将两个子载波当做一个子载波来使用(此称之为“合并“)，并以估计出的接收最大比合并得到的最差用户SNiUSignal-to-Noise Ratio，信噪比)，确定合并子载波上的发射速率；该方法利用了子载波合并后能提供分集增益这一自由度，自适应地选择合并\非合并，并优化调度子载波配对，以及子载波间的功率分配，从而提升系统总体的多播业务速率。本发明同时提出了相应的子载波配对的简化方法和子载波间功率分配的解華禹算法。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明是一种基于载波合并的多播资源调度方法，用于一蜂窝小区，该蜂窝小区中某一多播业务有K个服务用户，共有N个子载波可用来传输多播数据；其特征在于，包括以下步骤1)根据每个子载波上的最差用户编号，将最差用户编号相同的子载波划归到同一子载波子集合；子载波配对尝试只在不同载波子集间进行，从而降低配对复杂度，且不影响系统性能；2)先假定子载波间功率均分，采用多轮贪婪算法完成子载波配对；为了控制方法的复杂度，最多允许两个子载波在一起作合并(合并方案采用最大比合并)，同时根据子载波合并增益大小，自适应选择合并/非合并；3)在步骤幻基础上，以最大化多播总容量为目标，完成子载波间功率分配；根据此功率分配问题的特点，将整个过程解耦为两个子过程子载波对内的功率分配和子载波对间的功率分配，并给出相应的求解方法。在上述技术方案中，步骤1)的具体操作如下根据每个子载波上的最差用户，将整个子载波集合SETttrtal划分为用户数个子载波子集合；其中，最差用户相同的子载波被划归为同一个子载波子集合中，并将此子载波子集合称之为此最差用户的子载波子集合(E*SETeilffl;i|^)。此时，每个用户对应一个子载波子集合(有的用户可能对应一个空的子载波子集合)。在上述技术方案中，由于同一用户的子载波子集合内的子载波间合并增益为负，故子载波子集合内不再进行载波配对尝试，从而减小配对复杂度，且不影响系统性能。在上述的技术方案中，步骤2)包括如下操作2-1)初始化集合Φ = SETt。tal，子载波配对集合编号t = 1，总的子载波对数目T=0，K个用户对应的子载波子集合ψ, = SETua, k = {1，…，K}；初始化配对集合，从子载波集合中任取一个子载波加入配对集合，然后从剩下的子载波集合中找出，一个不与此子载波同用户子载波子集的，且子载波合并增益最大的子载波。若所得的最大子载波合并增益大于零，则进行配对合并，并将后一子载波加入配对集合；否则，不选择配对合并。2-2)将步骤2-1)中得到的配对集合，从总的子载波集合中去除从子载波集合Φ中任选一个子载波Sctc作为贪婪算法的初始值；设子载波Sctc上的最差用户编号为UE ，子载波^^所在的用户子载波子集为，初始化一个新的集合为Θιφ-Ψ^。，以及一个子载波配对集合为sett = {ScJ (其合并增益Λ=0)；在此之
后，将子载波从所在的用户子载波子集去除，即= ^UEst0 "^φ ；2-3)重复步骤2-1)和2- ，直至子载波集合为空从θ中任取一个子载波，并将其从 去除；此时θ = Θ-Sc0 ；2-4)所有上述步骤中得到的配对集合，即子载波配对的结果令子载波配对尝试集合setbuffCT = ISctc, Sc6J，算出其载波合并增益为Δ—+ ；如果Δ"-' >Δ，则sett = setbuffer,A = A^'；其中，子载波合并增益计算方法如下2-4-1)计算子载波合并前，各个用户在子载波Sci^nSc0上的接收SNR，并找出两
个子载波上相应的最差用户i和j ；子载波合并前各个用户接收SNR的计算公式如下
权利要求
1.一种基于子载波合并的多播资源调度方法，用于一蜂窝小区，该蜂窝小区中某一多播业务有K个服务用户，共有N个子载波可用来传输多播数据；其特征在于，包括以下步骤1)根据每个子载波上的最差用户编号，将最差用户编号相同的子载波划归同一子载波子集合；子载波配对尝试只在不同子载波子集间进行；2)先假定子载波间功率均分，采用多轮贪婪算法完成子载波配对；最多允许两个子载波在一起作合并，合并方案采用最大比合并，同时根据子载波合并增益大小，自适应选择合并或者非合并；3)在步骤2)基础上，以最大化多播总容量为目标，完成子载波间功率分配；整个子载波间功率分配过程，被解耦为两个独立的子过程子载波对内的功率分配和子载波对间的功率分配。
2.根据权利要求1所述的基于子载波合并的多播资源调度方法，其特征在于，步骤1)的具体方法如下根据每个子载波上的最差用户，将整个子载波集合SETttrtal划分为用户数个子载波子集合；其中，最差用户相同的子载波被划归为同一个子载波子集合中，并将此子载波子集合称之为此最差用户的子载波子集合，记为SETeafflPl^ ；此时，每个用户对应一个子载波子集I=I O
3.根据权利要求1所述的基于子载波合并的多播资源调度方法，所述步骤幻的具体步骤如下2-1)初始化集合Φ = SETtotal，子载波配对集合编号t = 1，总的子载波对数目T = 0，K个用户对应的子载波子集合Wk = SETua, k = {1，-,K}；2-2)从子载波集合Φ中任选一个子载波作为贪婪算法的初始值；设子载波Sctc上的最差用户编号为UE ，子载波S 所在的用户子载波子集为，初始化一个新的集合为Θ=φ_ψυ^，以及一个子载波配对集合为sett = {ScJ，其合并增益Δ = 0 ；在此之后，将子载波Sctc从所在的用户子载波子集+1^。中去除，即= ^UE5fce ；2-3)从θ中任取一个子载波，并将其从θ去除；此时θ = Θ-Sc0 ；2-4)令子载波配对尝试集合setbuffCT = ISctc, Sc6J，算出其载波合并增益为Δ"-'；如果>Δ，则sett = setbuffer, Δ = ；其中，子载波合并增益计算方法如下2-4-1)计算子载波合并前，各个用户在子载波Sctc和Sc0上的接收SNR，并找出两个子载波上相应的最差用户i和j ；子载波合并前各个用户接收SNR的计算公式如下
4.根据权利要求3所述的基于载波合并的多播资源调度方法，所述步骤；3)的具体步骤如下3-1)在步骤幻子载波配对结果的基础上，将整个子载波间的功率分配解耦为两个过程子载波对内的功率分配和子载波对间的功率分配；3-2)针对由两个子载波构成的子载波对，作子载波对内的功率分配；对于由两个子载波构成的子载波对中的任意一个子载波对In，m}，对内功率分配的优化模型建立如下maxmm{^{ m}}
全文摘要
本发明提供一种基于子载波合并的多播资源调度方法，通过在两个子载波上发送相同的信息，将两个子载波当做一个子载波来使用(此称之为“合并”)，并以估计出的将两个子载波上接收信号作最大比合并后的最差用户的接收SNR，来确定合并子载波上的发送速率；该方法利用了子载波合并后能提供分集增益这一自由度，自适应地选择合并\非合并，并优化调度子载波配对，以及子载波间的功率分配，从而提升系统总体的多播业务速率。本发明方法在不增加额外的系统资源开销的情况下，通过合理调度现有资源，尽可能改善目前多播系统中业务速率相对较低的问题；本发明同时提出了相应的子载波配对的简化方法和子载波间功率分配的解耦方法。
文档编号H04L5/00GK102571312SQ201210006098
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者任品毅, 常培梁, 朱世华, 王凡森, 陈志刚, 陈睿 申请人:西安交通大学