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一種適用于不同子載波間隔的多載波資源分配方法與流程

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一種適用于不同子載波間隔的多載波資源分配方法與制造工藝

本發(fā)明涉及移動(dòng)通信系統(tǒng)中的資源分配方法,尤其涉及一種適用于不同子載波間隔的多載波資源分配方法。



背景技術(shù):

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)程,第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G)將在于2020年正式商用。目前,5G在空中接口上仍然采用基于正交頻分多址(OFDM)的多載波技術(shù)。但是,與第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)不同的是,5G支持豐富的業(yè)務(wù)場(chǎng)景,每種業(yè)務(wù)場(chǎng)景對(duì)子載波(Subcarrier)的帶寬或間隔要求各不相同。目前,工業(yè)界已達(dá)成的共識(shí)表明,子載波的帶寬將采用15kHz的2n倍數(shù),n=0,1,2,...,比如:15kHz,30kHz,60kHz等等,而4G只采用15kHz一種子載波間隔。

在多載波系統(tǒng)中,基站根據(jù)不同用戶的信道狀態(tài)信息分配不同的子載波或資源塊(由相鄰的子載波構(gòu)成)給用戶通信,以獲得多用戶分集增益,提高整個(gè)系統(tǒng)的頻譜效率。但是,由于采用了不同子載波間隔,傳統(tǒng)的資源分配方法在5G系統(tǒng)中不再適用。本發(fā)明提出了一種適用于不同子載波間隔的資源分配方法。該方法通過(guò)對(duì)采用不同子載波間隔配置的不同用戶的信道頻率響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算的比較,實(shí)現(xiàn)頻率資源的優(yōu)化分配,提高了整個(gè)系統(tǒng)的頻譜效率。且計(jì)算復(fù)雜度低,滿足不同業(yè)務(wù)場(chǎng)景的需求。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是針對(duì)不同的子載波間隔,提供一種快速可靠、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低的多載波資源分配方法。

技術(shù)方案:為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種適用于不同子載波間隔的多載波資源分配方法,包括如下步驟:

(1)系統(tǒng)根據(jù)接入用戶的最大子載波帶寬B將頻帶劃分為N個(gè)不同的子帶;其中,系統(tǒng)總帶寬為W,W=BN,N為正整數(shù);

(2)計(jì)算第i個(gè)用戶在系統(tǒng)總帶寬上的子載波數(shù)目i=1,2,...,S,其中,S為系統(tǒng)中需要分配頻率資源的用戶的總個(gè)數(shù),Δfi為第i個(gè)用戶的子載波間隔;

(3)用戶i計(jì)算系統(tǒng)總帶寬W內(nèi)第k個(gè)子載波上的信道頻率響應(yīng)H(i,k),通過(guò)反饋信道將其反饋回基站;其中,i=1,2,...,S,k=1,2,...,Mi

(4)基站根據(jù)用戶i的子載波帶寬和信道頻率響應(yīng)計(jì)算用戶i在系統(tǒng)總帶寬里每個(gè)子載波上的信道容量C(i,k)=Δfilog2(1+γi|H(i,k)|2)bit/s;其中,γi為基站已知的信號(hào)與噪聲的功率比;

(5)基站根據(jù)每個(gè)用戶的子載波帶寬和子帶的關(guān)系,計(jì)算該用戶在每個(gè)子帶內(nèi)的信道容量和n=1,2,...,N;

(6)基站對(duì)每個(gè)子帶上不同用戶的信道容量和Cn(i)進(jìn)行比較,選擇信道容量和最大的用戶,將該子帶分配給該用戶。

其中,所述用戶的子載波間隔可以相同,也可以不同。

所述分配方法適用于多載波系統(tǒng),包括OFDM系統(tǒng)、基于資源塊的多載波系統(tǒng)、其它多載波系統(tǒng)。

所述信道容量C(i,k)由下行導(dǎo)頻信號(hào)或者參考信號(hào)計(jì)算得到。

有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的資源分配方法能適用于下一代通信系統(tǒng)中存在不同子載波間隔的多載波系統(tǒng);在多載波系統(tǒng)中,相鄰的子載波可以組織成資源塊(RB)的形式進(jìn)行調(diào)度,本發(fā)明的資源分配方法也可適用于基于資源塊的多載波系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所針對(duì)的不同子載波間隔示意圖;

圖2為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。

假設(shè)系統(tǒng)中需要分配頻率資源的用戶共有S個(gè),第i個(gè)用戶的子載波間隔為Δfi Hz,i=1,2,……S;不同用戶的子載波間隔可以相同也可以不同,如圖1所示為不同子載波間隔的示意圖,其中,不同子載波間隔之間的關(guān)系服從2n的倍數(shù)關(guān)系,其中n=0,1,2,...。在本發(fā)明中子載波間隔的含義與子載波帶寬的含義等價(jià)。

給定系統(tǒng)總帶寬W,根據(jù)用戶的最大子載波帶寬B,B=max[Δf1,Δf2,…,ΔfS],可把整個(gè)系統(tǒng)頻帶劃分為N個(gè)子帶,每個(gè)子帶的頻帶寬度為B;于是,系統(tǒng)的總帶寬為W=BN。由于不同用戶的子載波間隔可能不同,因此其在系統(tǒng)總帶寬內(nèi)的子載波數(shù)目也就可能不同,令Mi,i=1,2,...,S,Mi表示第i個(gè)用戶在系統(tǒng)總帶寬上的子載波數(shù)目,根據(jù)用戶i的子載波帶寬Δfi以及系統(tǒng)的總帶寬W,得到同理,不同用戶在每個(gè)子帶B內(nèi)的子載波數(shù)目可表示為Mi′,且又根據(jù)系統(tǒng)中子帶與整個(gè)帶寬的關(guān)系,可得Mi=NMi′。

假設(shè)用戶i通過(guò)測(cè)量基站發(fā)送的下行導(dǎo)頻信號(hào)或其它手段已經(jīng)估計(jì)出系統(tǒng)總帶寬內(nèi)每個(gè)子載波上的信道頻域響應(yīng)H(i,k),k=1,2,...,Mi,并通過(guò)反饋信道將該信息傳送回基站。根據(jù)香農(nóng)(shannon)定理,基站可以計(jì)算出用戶i在第k個(gè)子載波上的信道容量為:

C(i,k)=Δfilog2(1+γi|H(i,k)|2)bit/s (1)

其中,γi表示基站已知的信號(hào)與噪聲的功率比(SNR)。進(jìn)一步,基站可以計(jì)算出用戶i在第n個(gè)子帶上的信道容量和為:

由于每個(gè)子帶都分給了在該子帶上信道容量和最大的用戶,因此在系統(tǒng)總帶寬上也將獲得最大的系統(tǒng)容量,從而實(shí)現(xiàn)了頻帶資源的最優(yōu)分配。

如圖2,基于不同子帶,不同子載波間隔的信道資源分配方法包括如下步驟:

步驟1)、系統(tǒng)根據(jù)接入用戶的最大子載波帶寬B將頻帶劃分為N個(gè)不同的子帶,系統(tǒng)總帶寬為W=BN;

步驟2)、用戶通過(guò)測(cè)量下行導(dǎo)頻信號(hào)或者參考信號(hào)來(lái)估計(jì)信道頻率響應(yīng)H(i,k),并將其反饋回基站;

步驟3)、基站根據(jù)每個(gè)用戶的子載波帶寬和信道頻率響應(yīng),由公示(1)計(jì)算該用戶在系統(tǒng)總帶寬里每個(gè)子載波上的信道容量C(i,k);其中,C(i,k)表示第i個(gè)用戶在第k個(gè)子載波上的信道容量;

步驟4)、基站根據(jù)每個(gè)用戶的子載波帶寬和子帶的關(guān)系,由公式(2)計(jì)算該用戶在每個(gè)子帶內(nèi)的信道容量和Cn(i);Cn(i)表示第i個(gè)用戶在第n個(gè)子帶上的信道容量和;

步驟5)、基站比較不同用戶在不同子帶上的信道容量和,選擇信道容量和最大的用戶,將該子帶分配給該用戶,實(shí)現(xiàn)頻率資源的最優(yōu)分配。

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