專利名稱：基于處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)的載 波功率聯(lián)合分配方法。
背景技術(shù)：
隨著通信服務(wù)的急速增長(zhǎng)，人們對(duì)頻譜資源的需求越來(lái)越多，傳統(tǒng)的通信方式已 經(jīng)不能滿足人們的需求。由于具有智能的通信能力，認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)成為解決頻譜使用效 率較低的關(guān)鍵性技術(shù)。而由于目前的頻譜資源已經(jīng)被官方分配，頻譜劃分和管理的不當(dāng)造 成了大粒度、持續(xù)、均質(zhì)的帶寬分配變得越來(lái)越困難，因此新增的通信需求已經(jīng)不能完全依 靠頻譜的分配來(lái)滿足。用戶對(duì)于通信傳輸?shù)馁|(zhì)量和速度要求越來(lái)越高，而此時(shí)由于頻譜資 源已經(jīng)被分配，沒(méi)有足夠?qū)挼目臻e頻譜來(lái)滿足通信需求，因而有學(xué)者提出了聚合離散頻譜 來(lái)進(jìn)行通信傳輸(見(jiàn)"Aggregation aware spectrum assignment in Cognitive Ad-hoc networks,，，in CrownCom 2008, 15-17 May 2008，Page (s) : 1-6)。離散譜聚合的實(shí)現(xiàn)不光要求在物理層上有相應(yīng)的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，更需要 在MAC層具有良好的資源分配機(jī)制來(lái)配合。前人已經(jīng)提出了非連續(xù)的OFDM技術(shù) (DOFDM)來(lái)實(shí)現(xiàn)離散譜聚合的物理層實(shí)現(xiàn)(見(jiàn)“Discontiguous OFDM considerations for dynamic spectrum access in idle TV channels, ” in Proc. IEEE DySPAN 2005，vol. 1，pp. 607-610, Nov. 2005)，非連續(xù)的OFDM技術(shù)區(qū)別傳統(tǒng)的OFDM技術(shù)在于，傳統(tǒng) 的OFDM技術(shù)在所有的載波上都傳輸數(shù)據(jù)，而DOFDM受限于頻譜可用性，只在部分可用的頻 譜上傳輸數(shù)據(jù)。也有前人提出了變換域通信系統(tǒng)(見(jiàn)“TDCS，0FDM，and MC-CDMAA brief Tutorial, "in IEEE Communications Magazine, vol 43, Issue 9, pp S11-S16, Sept. 2005. proceedings, 2, pp, 1 1059，3，1999)，由于其較好的抗干擾能力，使得其有望成為認(rèn)知無(wú)線 電研究的另一個(gè)分支領(lǐng)域。變換域通信系統(tǒng)主要通過(guò)在變換域設(shè)計(jì)通信波形，然后用一個(gè) 類噪聲的基函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)制，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。目前，這兩種技術(shù)都已經(jīng)成熟地運(yùn)用在 物理層中，可以運(yùn)用在載波聚合系統(tǒng)中。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的資源分配問(wèn)題，已經(jīng)有很多人研究過(guò)，前人討論的問(wèn)題大多都是假 設(shè)認(rèn)知用戶接收端能夠工作在一個(gè)很寬的工作頻段范圍，然后在全頻段范圍內(nèi)對(duì)于可用的 頻譜資源做最優(yōu)化處理，如在總功率限制和干擾限制的條件下，研究認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)在下行環(huán)境 中的最優(yōu)資源分配方法。但是這在實(shí)際通信系統(tǒng)中往往是不可行的。一般的授權(quán)頻譜系統(tǒng) 工作的頻譜帶寬都在幾百兆以上，而對(duì)于確定的某個(gè)認(rèn)知用戶而言，受限于其硬件條件，所 能處理的帶寬一般是有限的，通常在二十到四十兆左右。目前還沒(méi)有針對(duì)處理能力受限的 載波聚合系統(tǒng)的資源分配問(wèn)題的研究，而這個(gè)正是未來(lái)的通信系統(tǒng)中所迫切需要解決的問(wèn) 題。因此，研究處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本發(fā)明提出的技 術(shù)方案，經(jīng)過(guò)分析和驗(yàn)證，具有較低的復(fù)雜度，給出了一種較為有效的基于處理能力受限和 譜廓受限的載波聚合系統(tǒng)中的資源分配方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于處理能力受限的載波聚合系 統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分配方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；谔幚砟芰κ芟薜妮d波聚合系統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分配方法是在基于正交頻分 復(fù)用多址接入(OFDMA)的認(rèn)知載波聚合系統(tǒng)下行環(huán)境中，對(duì)于認(rèn)知用戶而言，發(fā)送功率的約 束體現(xiàn)在所有認(rèn)知用戶的發(fā)送功率和必須滿足總功率約束，而對(duì)于每個(gè)載波，只能被分配 給一個(gè)認(rèn)知用戶，并且認(rèn)知用戶在每個(gè)載波上發(fā)送的功率必須滿足授權(quán)用戶的干擾限制， 考慮到系統(tǒng)中認(rèn)知用戶最終需終端來(lái)實(shí)現(xiàn)，認(rèn)知用戶還有處理能力的限制，據(jù)此，建立以下 優(yōu)化模型
權(quán)利要求
1. 一種基于處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分配方法，在基于正交頻分 復(fù)用多址接入的認(rèn)知載波聚合系統(tǒng)下行環(huán)境中，對(duì)于認(rèn)知用戶而言，發(fā)送功率的約束體現(xiàn) 在所有認(rèn)知用戶的發(fā)送功率和必須滿足總功率約束，而對(duì)于每個(gè)載波，只能被分配給一個(gè) 認(rèn)知用戶，并且認(rèn)知用戶在每個(gè)載波上發(fā)送的功率必須滿足授權(quán)用戶的干擾限制，考慮到 系統(tǒng)中認(rèn)知用戶最終需終端來(lái)實(shí)現(xiàn)，認(rèn)知用戶還有處理能力的限制，據(jù)此，建立以下優(yōu)化模 型
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分 配方法，其特征在于所述的總功率約束是所有用戶η，所有載波k，發(fā)送的總功率和必須小于Pr。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分 配方法，其特征在于所述的認(rèn)知用戶在每個(gè)載波上發(fā)送的功率必須滿足授權(quán)用戶的干擾限 制是在某個(gè)子載波上認(rèn)知用戶所發(fā)送的功率不能大于一定的門(mén)限，這個(gè)門(mén)限主要是由使 用這個(gè)載波的授權(quán)用戶所確定，具體來(lái)說(shuō)，是指該用戶在這個(gè)載波上接收到的干擾值要小于某個(gè)值，即
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分 配方法，其特征在于所述的處理能力受限是對(duì)于某個(gè)認(rèn)知用戶而言，使用的載波范圍是有 限的，也即用戶的傳輸帶寬是受限的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分 配方法，其特征在于所述的信道條件最好是對(duì)于這個(gè)載波而言，用戶在所有用戶中具有最低的等效噪聲，其中
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)的載波功率聯(lián)合分 配方法，其特征在于所述的滑動(dòng)窗內(nèi)的傳輸速率是對(duì)于用戶n，滑動(dòng)窗內(nèi)部分配給用戶η的子載波集為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在處理能力受限的載波聚合系統(tǒng)中的載波功率聯(lián)合分配方法。其關(guān)鍵是對(duì)于每個(gè)載波存儲(chǔ)一個(gè)可選用戶集合，每次都先把載波分配給可選用戶集合中信道條件最好的用戶。然后對(duì)所有可用載波進(jìn)行一個(gè)有功率上限的注水，接著對(duì)每個(gè)用戶利用滑動(dòng)窗口來(lái)分別計(jì)算其窗內(nèi)的傳輸速率和，并把速率和最大的窗內(nèi)的載波分配給用戶，回收窗外之前分配給他的載波。不斷地更新載波的可選用戶集合，直到所有載波被分配完畢或者所有未被分配的載波其可選用戶集都為空集。該方法對(duì)于解決載波聚合系統(tǒng)的資源分配問(wèn)題有較好的指導(dǎo)意義，且具有較低的復(fù)雜度，利于實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04W52/34GK102149183SQ20111011230
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者劉經(jīng)澤, 唐穎, 張朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)