專利名稱：一種分子帶的自適應(yīng)比特功率分配方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種分子帶的自適應(yīng)比特功率分配方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
未來(lái)的無(wú)線通信系統(tǒng)，對(duì)通信速率和服務(wù)質(zhì)量有更高的要求，而又受到系統(tǒng)功率， 帶寬和復(fù)雜度的限制，具有高頻譜效率和高性能的通信方式是無(wú)線通信領(lǐng)域重要的研究開(kāi) 發(fā)目標(biāo)。先后出現(xiàn)了多項(xiàng)重要的技術(shù)，比如正交頻分復(fù)用(OFDM)以及多輸入多輸出(MIMO) 等等，它們的結(jié)合利用了 OFDM技術(shù)抗多徑衰落的特點(diǎn)和MIMO技術(shù)高傳輸速率的特點(diǎn)，使通 信系統(tǒng)的整體性能在不額外增加功率和傳輸帶寬的條件下獲得顯著提高。此外，若發(fā)送端 可以獲知某種形式的信道狀態(tài)信息(CSI)，就可采用自適應(yīng)技術(shù)來(lái)優(yōu)化MIM0-0FDM系統(tǒng)性 能。自適應(yīng)調(diào)制，即自適應(yīng)比特功率分配(ABPA)，是自適應(yīng)技術(shù)中非常重要的組成部分，主 要思想是在發(fā)射端根據(jù)子信道狀態(tài)動(dòng)態(tài)地改變調(diào)制方式和發(fā)射功率，最大程度地利用信道 容量，提高信息傳輸速率，降低發(fā)射功率，從而提高頻譜效率和功率效率。按照不同的優(yōu)化目標(biāo)，ABPA方法主要分為3類(lèi)功率和比特?cái)?shù)固定時(shí)誤碼率最小 化的方法、功率和誤碼率上限固定時(shí)傳輸速率最大化的RA(Rate Adaptive)方法和比特?cái)?shù) 和誤碼率上限固定時(shí)發(fā)送功率最小化的MA (Margin Adaptive)方法。針對(duì)MIM0-0FDM系統(tǒng) 的ABPA方法可由OFDM系統(tǒng)的ABPA方法直接擴(kuò)展得到，但需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，以適應(yīng)系 統(tǒng)中條件的變化，這種變化主要體現(xiàn)在子載波數(shù)成倍的增加，使得相應(yīng)的ABPA方法的計(jì)算 復(fù)雜度急劇增加，以及反饋開(kāi)銷(xiāo)明顯增加。目前，為了降低計(jì)算中的復(fù)雜度及系統(tǒng)的反饋量，當(dāng)前技術(shù)中還提出了分子帶的 ABPA方法。當(dāng)前技術(shù)中針對(duì)OFDM系統(tǒng)基于連續(xù)子載波頻率的相關(guān)性，將相鄰的幾個(gè)子載波 分為一個(gè)子帶，取這些子載波的平均信噪比作為該子帶的信噪比，不再對(duì)所有單獨(dú)子載波 進(jìn)行ABPA分配，而是針對(duì)子帶進(jìn)行。由于同一個(gè)子帶中的子信道在頻譜位置上是相鄰的， 并且被分配相同的調(diào)制方式，這樣一方面降低了參數(shù)調(diào)整的計(jì)算量，另一方面也可以減少 傳遞調(diào)制方式信令所需要的開(kāi)銷(xiāo)，從而大大降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。然而，這種基于連續(xù)子帶的 ABPA方法當(dāng)子帶帶寬大于信道的相干帶寬時(shí)，自適應(yīng)分配的作用降低，系統(tǒng)性能下降。因 此，當(dāng)并行子載波數(shù)很多時(shí)，由于相干帶寬的限制，每個(gè)子帶的子載波數(shù)不能太多，子帶個(gè) 數(shù)仍很多，ABPA方法的復(fù)雜度仍很高。當(dāng)前技術(shù)中針對(duì)OFDM系統(tǒng)提出按全部子載波增益排 序的頻域分子帶的ABPA方法。其中提出將Fischer方法及Greedy方法應(yīng)用于分子帶ABPA 方法中，計(jì)算得到每個(gè)子帶理論最優(yōu)的比特?cái)?shù)目，再進(jìn)行量化、比特調(diào)整，得到最終比特及 功率分布。Lei Ming等人在當(dāng)前技術(shù)中也研究了結(jié)合Fischer方法的分子帶的分配方法， 并提出了“算術(shù)平均值”的等效子帶增益方案。當(dāng)前技術(shù)中還提出了一種基于“最小增益” 的分子帶ABPA方法，該方法的目標(biāo)是最大化系統(tǒng)的傳輸速率。然而，以上方法所采用的等 效子帶增益方案要么性能較好復(fù)雜度較高，要么性能較差復(fù)雜度較低。此外，目前大部分基于理論最優(yōu)分配方法都是通過(guò)迭代和窮舉搜索的方式來(lái)進(jìn)行 資源的優(yōu)化，在一次迭代過(guò)程中只能排除一個(gè)不可用子載波。這是由于排除一個(gè)子載波后，在剩余子信道上的最優(yōu)的比特和功率分布將發(fā)生變化。因此，當(dāng)不可用子載波數(shù)目比較多 時(shí)，方法所需要的迭代次數(shù)將會(huì)很多，導(dǎo)致方法復(fù)雜度較高。Fischer方法是目前公認(rèn)的效 率最高的ABPA方法之一，該方法利用理論最優(yōu)的比特分配結(jié)果來(lái)進(jìn)行比特的分配和調(diào)整， 能夠達(dá)到最優(yōu)的分配結(jié)果。但是，該方法在每次迭代過(guò)程中也只能排除一個(gè)不可用子載波。因此，當(dāng)前需要一種MIM0-0FDM系統(tǒng)中分子帶的自適應(yīng)比特功率分配的技術(shù)方 案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種分子帶的自適應(yīng)比特功率分配方法及系 統(tǒng)，解決了當(dāng)前分子帶的自適應(yīng)比特功率分配的方法中在保證系統(tǒng)性能時(shí)，計(jì)算復(fù)雜度較 高，反饋開(kāi)銷(xiāo)較大的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種分子帶的自適應(yīng)比特功率分配方法，包 括發(fā)送端確定子帶寬度，根據(jù)確定的子帶寬度和獲取的所有子載波的信道增益值的 大小，將所有子載波劃分成多個(gè)簇；發(fā)送端計(jì)算劃分后的簇的等效子信道增益值，根據(jù)計(jì)算后的等效子信道增益值通 過(guò)分子帶自適應(yīng)比特功率分配方式，在計(jì)算中一次剔除多個(gè)比特?cái)?shù)小于等于0的不可用 簇，獲得各簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率；發(fā)送端將得到的每個(gè)簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率分配給簇中的每個(gè)子載波進(jìn)一步地，上述方法還可包括，所述發(fā)送端是根據(jù)系統(tǒng)性能需求、信道質(zhì)量以及對(duì) 算法復(fù)雜度的要求來(lái)確定子帶寬度。進(jìn)一步地，上述方法還可包括，所述發(fā)送端根據(jù)確定的子帶寬度和所有子載波的 信道增益值的大小，將所有子載波劃分成多個(gè)簇，包括所述發(fā)送端將所有子載波按照信道增益值的大小進(jìn)行從小到大的排序，根據(jù)確定 的子帶寬度和排序后的子載波，將所有子載波劃分成多個(gè)簇。進(jìn)一步地，上述方法還可包括，所述發(fā)送端是根據(jù)以下公式計(jì)算劃分后的簇的等 效子信道增益值，
權(quán)利要求
1.一種分子帶的自適應(yīng)比特功率分配方法，其特征在于，包括發(fā)送端確定子帶寬度，根據(jù)確定的子帶寬度和獲取的所有子載波的信道增益值的大 小，將所有子載波劃分成多個(gè)簇；發(fā)送端計(jì)算劃分后的簇的等效子信道增益值，根據(jù)計(jì)算后的等效子信道增益值通過(guò)分 子帶自適應(yīng)比特功率分配方式，在計(jì)算中一次剔除多個(gè)比特?cái)?shù)小于等于O的不可用簇，獲 得各簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率；發(fā)送端將得到的每個(gè)簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率分配給簇中的每個(gè)子載波。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送端是根據(jù)系統(tǒng)性能需求、信道質(zhì)量以及對(duì)算法復(fù)雜度的要求來(lái)確定子帶寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送端根據(jù)確定的子帶寬度和所有子載波的信道增益值的大小，將所有子載波劃 分成多個(gè)簇，包括所述發(fā)送端將所有子載波按照信道增益值的大小進(jìn)行從小到大的排序，根據(jù)確定的子 帶寬度和排序后的子載波，將所有子載波劃分成多個(gè)簇。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送端是根據(jù)以下公式計(jì)算劃分后的簇的等效子信道增益值，
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送端根據(jù)計(jì)算后的等效子信道增益值通過(guò)分子帶自適應(yīng)比特功率分配方式，在 計(jì)算中一次剔除多個(gè)比特?cái)?shù)小于等于O的不可用簇，獲得各簇分配的比特?cái)?shù)，包括所述發(fā)送端通過(guò)以下公式得到各簇分配的比特?cái)?shù)Rs，并在計(jì)算得到小于等于O的艮時(shí)， 不跳出比特迭代計(jì)算，直到對(duì)各簇比特計(jì)算完畢后，一次剔除多個(gè)比特?cái)?shù)小于等于O的不 可用簇，獲得各簇分配的比特?cái)?shù)；將Rt個(gè)比特分配給Ng個(gè)簇，那么第s個(gè)簇分配的比特?cái)?shù)目為
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送端是根據(jù)以下公式得到各簇分配的發(fā)射功率，
7.一種分子帶的自適應(yīng)比特功率分配系統(tǒng)，其特征在于， 包括劃分單元、計(jì)算單元和分配單元，其中，所述劃分單元，用于確定子帶寬度，根據(jù)確定的子帶寬度和獲取的所有子載波的信 道增益值的大小，將所有子載波劃分成多個(gè)簇，并將劃分后的簇的信息發(fā)送給所述計(jì)算單 元；所述計(jì)算單元，用于接收所述劃分后的簇的信息，計(jì)算劃分后的簇的等效子信道增益 值，根據(jù)計(jì)算后的等效子信道增益值通過(guò)分子帶自適應(yīng)比特功率分配方式，在計(jì)算中一次 剔除多個(gè)比特?cái)?shù)小于等于0的不可用簇，獲得各簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率，將得到的 每個(gè)簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率發(fā)送給所述分配單元；所述分配單元，用于將得到的每個(gè)簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率分配給簇中的每個(gè)子 載波。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述劃分單元是根據(jù)系統(tǒng)性能需求、信道質(zhì)量以及對(duì)算法復(fù)雜度的要求來(lái)確定子帶寬度；所述劃分單元是通過(guò)將所有子載波按照信道增益值的大小進(jìn)行從小到大的排序，根據(jù) 確定的子帶寬度和排序后的子載波，將所有子載波劃分成多個(gè)簇。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算單元是根據(jù)以下公式計(jì)算劃分后的簇的等效子信道增益值，
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述計(jì)算單元是根據(jù)以下公式得到各簇分配的發(fā)射功率，
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種分子帶的自適應(yīng)比特功率分配方法及系統(tǒng)，包括發(fā)送端確定子帶寬度，根據(jù)確定的子帶寬度和獲取的所有子載波的信道增益值的大小，將所有子載波劃分成多個(gè)簇；發(fā)送端計(jì)算劃分后的簇的等效子信道增益值，根據(jù)計(jì)算后的等效子信道增益值通過(guò)分子帶自適應(yīng)比特功率分配方式，在計(jì)算中一次剔除多個(gè)比特?cái)?shù)小于等于0的不可用簇，獲得各簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率；發(fā)送端將得到的每個(gè)簇分配的比特?cái)?shù)以及發(fā)射功率分配給簇中的每個(gè)子載波。應(yīng)用本發(fā)明，解決了當(dāng)前分子帶的自適應(yīng)比特功率分配的方法中在保證系統(tǒng)性能時(shí)，計(jì)算復(fù)雜度較高，反饋開(kāi)銷(xiāo)較大的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H04W52/42GK102098775SQ20101056609
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者任修坤, 季仲梅, 崔維嘉, 張世超, 王大鳴 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)