專利名稱：非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)的資源優(yōu)化分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種協(xié)作多頻帶超寬帶通信系統(tǒng)，尤其涉及一種非再生協(xié)作多頻帶超 寬帶系統(tǒng)的資源優(yōu)化分配方法。
背景技術(shù)：
資源優(yōu)化分配即無線資源管理，是指通過對無線通信系統(tǒng)中的各種資源(信道、 功率、頻譜、速率等)實施有效的管理，實現(xiàn)既定的用戶級目標或系統(tǒng)級目標。對于超寬帶 系統(tǒng)，頻譜及功率分配是設計的瓶頸。足夠?qū)挼膸挶Ｕ狭祟l譜資源，所以對功率的分配提 出了更高的要求。UWB系統(tǒng)開發(fā)了一個具有千兆赫茲高容量的無線信道，特別適合室內(nèi)密集多徑等 需要高速傳輸數(shù)據(jù)的場所。美國聯(lián)邦通信委員會FCC于2002年發(fā)布了超寬帶無線通信的初 步規(guī)范，規(guī)定了超寬帶無線通信目前實際可使用的頻譜范圍為3. 1-10. 6GHz，平均發(fā)射功率 不超過-41. 3dBm/MHz。多頻帶OFDM方案(MB-OFDM)作為UWB的最佳解決方案。它基于多 帶OFDM調(diào)制技術(shù)，把UWB頻譜分成很多子帶，每個子帶500MHz。由于超寬帶系統(tǒng)是發(fā)射功 率嚴格受限系統(tǒng)，如何在有限的發(fā)射功率條件下實現(xiàn)更遠的傳輸距離和更好的傳輸性能， 是UWB系統(tǒng)設計面臨的問題。曾有大量的研究將MIMO技術(shù)加載到UWB系統(tǒng)中來進一步提高系統(tǒng)性能。但由于 UWB設備尺寸和功率的限制，在發(fā)射和接收端裝置多天線是不實際的。協(xié)作分集是近幾年發(fā) 展迅速的一種分集技術(shù)。它是基于中繼傳輸原理，利用用戶之間的協(xié)作來達到空間分集增 益，是對抗多徑衰落的常用手段。由于家庭及辦公室環(huán)境中很少會出現(xiàn)所以設備同時運行 工作的情況，所以可以把空閑狀態(tài)的UWB設備作為中繼，協(xié)助其它設備進行信息傳輸。把協(xié) 作分集技術(shù)引入到超寬帶系統(tǒng)中，具有十分重要的意義。而MB-OFDM超寬帶系統(tǒng)信道模型及在速率和功率方面均做了比較嚴格的限制。如 何在協(xié)作用戶之間及超寬帶系統(tǒng)各子頻帶之間進行資源分配將對提高系統(tǒng)性能具有重要 意義。所以非常有必要對協(xié)作超寬帶系統(tǒng)進行高效的資源分配研究。目前關(guān)于協(xié)作超寬帶 系統(tǒng)資源優(yōu)化分配的研究并不是很多，相關(guān)研究例如，蒙文武研究了 IR-UWB系統(tǒng)的資源分 配研究；W. P. Siriwongpairat等人提出了再生協(xié)作超寬帶系統(tǒng)的聯(lián)合分配速率、子頻帶和 功率的資源分配方法；陳芳妮在此基礎(chǔ)上提出了再生中繼協(xié)作模式下的一種子頻帶和功率 聯(lián)合優(yōu)化分配的方法。IEEE 802. 15. 3a工作組對MB-OFDM UWB系統(tǒng)的物理層及MAC層提案 中指出利用時頻碼(TFC)來區(qū)分不同的微微網(wǎng)(Piconet)，相同的微微網(wǎng)中采用時分多址 (TDMA)進行用戶接入。在提案中時頻碼序列是固定的，即規(guī)定各用戶的子頻帶分配是固定 不變的，而不是根據(jù)信道條件靈活分配的，各用戶的功率分配也是相同的。很顯然，各個用 戶在不同子頻帶上經(jīng)歷的衰落不同，因此根據(jù)信道條件及系統(tǒng)性能需要，靈活地分配無線 資源來進一步節(jié)約網(wǎng)絡資源是非常有必要的。圖1為常見的協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)無線資 源管理內(nèi)容。包括子頻帶分配、功率分配、接入控制、Qos需求、協(xié)作伙伴選擇。非再生中 繼模式的中繼節(jié)點不需要譯碼，具有低復雜度的優(yōu)點特別適合兩跳中繼系統(tǒng)。所以在多媒體通信中，非再生協(xié)作多頻帶UWB系統(tǒng)是一種重要的通信模型。由于非再生協(xié)作超寬帶系 統(tǒng)的資源分配方法較為復雜，一直罕有文獻報道此方面的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)的資源優(yōu) 化分配方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)的資源優(yōu)化分配方法，其特征在于首先，通過對非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)進行性能分析，推導出該系統(tǒng)的信噪 比和誤符號率SER的閉式表達式；其次，在誤符號率SER的閉式表達式及其上限的基礎(chǔ)上，對子頻帶和功率分配兩 個變量資源按照發(fā)送總功率最小化和覆蓋范圍最大化的優(yōu)化目標提出的資源優(yōu)化分配算 法進行分配；分別根據(jù)信息論和網(wǎng)絡理論對上述優(yōu)化目標和變量進行建模；然后，利用分兩步走的次優(yōu)化策略進行優(yōu)化第一步，針對上述優(yōu)化目標對子頻帶 采用基于貪婪算法的次優(yōu)分配方法進行優(yōu)化；第二步，針對上述優(yōu)化目標對功率分配基于 凸優(yōu)化理論，將誤符號率SER上限的導數(shù)代入到優(yōu)化目標實現(xiàn)過程中，同時利用求解一元 三次方程的方法應用到本發(fā)明的資源優(yōu)化分配算法的數(shù)學推導中；最終，通過上述兩步走的次優(yōu)化策略最終獲取次優(yōu)化的資源利用方式。所述誤符號率SER的閉式表達式為_ b""it "S PsA + Ps2^d其中 ans —α 2a2sm20 Α 2σ2Β η2θ ”，
為子帶分配矩陣中的元素，且、e n-2n-\2 N
{0,\,2} Rn > 200Mbps 廣 λ,η -、丄,…,1、’
^am <2,s = 1,2,..-,S，其中N表示用戶，s表示頻帶；bn為用戶不同速率時的系數(shù)因子，且 =1
'2 Rn < SOMbps‘二 ■ 1 WMbps <R < 200Mbps ·
1/2 Rn > 200Mbps其中δ3,/(η)，5s,rs(n), 5r,/(n)分別表示表示第η個用戶對中，源到目的節(jié)點、 源到中繼及中繼節(jié)點到目的節(jié)點在第s個子帶上平均信道增益；Pslk和Ps2k為子載波k，k' 中兩跳的發(fā)射功率；另外Q2為信道噪聲功率。所述子頻帶的優(yōu)化數(shù)學表達為Tn=bnYansP:Gsn>r{s,Rn)；其中ans為子帶分配矩陣中的元素；Pns為每個子載
S=I
波上的等效功率消耗；Gns表示用戶η在子頻帶S上的等效信道增益；r( ε，Rn)為用戶對η 為達到Rn的速率需求且誤碼率需求為ε時的最低信噪比需求；最終獲取Ρ ^即每個用戶 都選擇其在各個子頻帶中功率消耗最小。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)的資源優(yōu)化分配方法，是在求得誤符號率SER上限的基礎(chǔ)上，分別提出了以功率最小化和功率最小化基礎(chǔ)上實現(xiàn)覆蓋范圍最大化為目標的子頻帶、功率優(yōu)化分配方法，并將求解一元三次方 程的方法應用到數(shù)學推導中提出資源優(yōu)化分配的有效方法，通過該方法優(yōu)化后。通過仿真 實驗數(shù)據(jù)證明了在超寬帶系統(tǒng)功率受限條件下，應用協(xié)作分集技術(shù)及提出的資源優(yōu)化分配 算法后，系統(tǒng)誤碼率SER性能有所改善，系統(tǒng)消耗的總功率消耗能減少3-4dBm，覆蓋范圍遠 遠超過非協(xié)作系統(tǒng)的通信距離，證明了該優(yōu)化分配方法應用于協(xié)作超寬帶系統(tǒng)中在性能改 善方面的優(yōu)越性。


圖1為常見的協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)無線資源管理內(nèi)容；圖2為本發(fā)明提出的協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)資源優(yōu)化分配流程圖；圖3為協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)模型；圖4為本發(fā)明實施例中最優(yōu)化分配參數(shù)取不同值時的情況比較表；圖5為采用以最小化功率為目標的資源優(yōu)化分配后的系統(tǒng)總功率消耗與固定分 配功率的比較圖；圖6為最優(yōu)化分配功率與功率均分時誤符號率SER的性能比較(S sd = 1，δ α = 1，Srd = 10)；圖7為為信噪比取不同值時代入最優(yōu)化分配結(jié)果中得到的資源分配結(jié)果。
具體實施例方式如圖2所示為非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)資源優(yōu)化分配的方法的處理過程即 首先推導系統(tǒng)信噪比，誤符號率SER的閉式表達式及其上限，然后分別提出了以功率最小 化和功率最小化基礎(chǔ)上實現(xiàn)覆蓋范圍最大化為目標的子頻帶、功率優(yōu)化分配方法。然后將 誤符號率SER上限的導數(shù)代入到應用拉格朗日乘子法的優(yōu)化目標實現(xiàn)過程中，同時該資源 優(yōu)化分配算法的數(shù)學推導中，也應用到了求解一元三次方程的方法，并最終獲取優(yōu)化的資 源利用方式。下面的內(nèi)容就是具體闡述流程圖中的相關(guān)步驟。如圖3所示，協(xié)作超寬帶系統(tǒng)由源節(jié)點S、中繼節(jié)點R和目的節(jié)點D所組成。多頻 帶超寬帶系統(tǒng)有S個頻帶，每個頻帶上有k個子載波使用OFDM調(diào)制，可同時允許N對用戶 進行通信。源和中繼節(jié)點以子載波的形式進行中繼，子載波k'中繼子載波k中的信息，稱 為子載波k與k'配對，為簡化這里統(tǒng)一記作子載波k。圖3中的/^汄)、/0沐)、^^認)分 別表示第叫個用戶對中，源節(jié)點-中繼節(jié)點、源節(jié)點-目的節(jié)點、中繼節(jié)點-目的節(jié)點在s 個子頻帶的第^個子載波上的信道頻響。多頻帶OFDM方案最主要的特點是采用了時頻交織(TFI)技術(shù)。即OFDM符號可以 在同一個TFC幀中的多個子帶上進行時域、頻域的交錯傳輸。并利用不同的TFC進行選擇 和區(qū)分。本文假設用戶選擇以子帶為研究對象而非子載波，即用戶選擇了該子帶并利用該 子帶中的全部子載波。假設時頻碼周期為兩個OFDM符號時間，定義子帶分配矩陣A(NXS 矩陣)表明用戶在一個時頻碼周期內(nèi)在第S個子帶上發(fā)送OFDM符號數(shù)，矩陣中的元素為 ans并且假設同一頻帶內(nèi)的子載波功率平均分布，源和中繼節(jié)點以子載波的形式進行中繼， 子載波k'中繼子載波k中的信息，稱為子載波k與k'配對。本文中N表示用戶，k表示子載波，S表示頻帶，σ 2為信道噪聲功率。
π J{0,l}i <200M>^ sN可見 ej{0，U}凡 >200碰辨實 =2, = l,2”..,iV,^am <2,s = 1,2,-..,S采用非再生(AF)協(xié)作中繼過程分為兩個階段。假設子載波k，k'中兩跳的發(fā)射 功率分別為Pslk和Ps2k,。在目的節(jié)點處對兩個階段接收到的信息采用最大比合并(MRC)， 合并后的信號為Υ= ω Jslk+O2Ys2k,，其中(^和ω2是合并系數(shù)。其取值與對應路由的平 均信噪比成正比，且采用最大似然法進行檢測判決。根據(jù)MRC準則MRC輸出的即時信噪比 為各不相關(guān)路徑的即時信噪比之和在高信噪比時，非再生MB-0FDM-UWB系統(tǒng)中第η個用戶對在一個時頻碼周期內(nèi)接 收機平均信噪比
—Pslk^M) W")
^^^+^-十1
(7(7
'2 Rn < SQMbps~其中，bn為用戶不同速率時的系數(shù)因子；6 =<1 SOMbps < Rn < 200Mbps >
1/2 Rn > 200Mbps
《>)4 κ(”)ι2 <>)=去 κ⑷ι2 ο)=ψΣ κ⑷ι2分別表示表示第η個
A=Ik=\^ k = \
用戶對中，源到目的節(jié)點、源到中繼及中繼節(jié)點到目的節(jié)點在第S個子帶上平均信道增益；信道為H的條件下采用MPSK調(diào)制的條件符號錯誤概率與即時信噪比r的關(guān)系為
則 W丨,這里采用QPSK調(diào)制取M = 4時，假設一個子頻帶內(nèi)的所以子載波的功率都相等。 在大信噪比時，去掉信噪比表達式分母中的1，將上式在對應的信道上分別做平均得到系統(tǒng) 的平均SER為1 衩—，
1 ^n/ 1設汐))=-[，則MB-OFDM-UffB系統(tǒng)平均符號錯誤概率SER的閉式解 為
ΓηηοαΠbn2^ansFS\kds,d"s P Χ" + P δ"
L0039」_S=1_W1 ^=I rSlk0S,d 十 rM0r’d ^
e_co-rat've 一 認 IG1Sm1O Λ2σ2 sin2 θ” 發(fā)現(xiàn)上式比較復雜，如假設考慮在一個頻帶內(nèi)的情況，且將分母中的1去掉，可取
其上限，所以化簡為
1 4σ4 Sin4 θ · (P Ssr + PslkSrd) r八 「00411 P =— F -““—— θ
LOO41」^ π1 bXkPsUS叢<formula>formula see original document page 7</formula>本發(fā)明中的超寬帶標準提案的信道模型和參數(shù)參考并采用“CASSIOLI D，WIN M Ζ,VATALARO F,et al. Performance of low-complexity Rake reception in a realistic UffB channel. IEEE ICC [C], New York : IEEE Press，2002 :763_767P”，保證了理論分析和仿 真應用到實際的可靠性。這里假定同一個子頻帶中各子載波的功率相同，第η個用戶對在第s個子頻帶上， 源節(jié)點和中繼節(jié)點的功率分別記為Pnls、Pn2sO首先考慮非再生中繼下的協(xié)作超寬帶系統(tǒng)以 功率最小化為目標的資源分配，優(yōu)化問題定義為<formula>formula see original document page 7</formula>
A子頻帶分配算法將一個用戶對等效為一個用戶的直接傳輸過程，將第η個用戶對的協(xié)作通信過程 中Pns定義為每個子載波上的等效功率消耗，而非實際功率消耗，可以用此進行子頻帶的分 配。信道增益滿足瑞利分布時，AF中繼方式下，可以用H/來表示等效信道增益。假設用戶 在同一子頻帶的各個子載波上的信道增益均相等。這里用Gns表示用戶η在子頻帶s上的 等效信道增益。同時定義r( ε ,Rn)為用戶對η為達到Rn的速率需求且誤碼率需求為ε時的最低 信噪比需求。則那么用戶對選擇子頻帶的基于貪婪算法的次優(yōu)分配算法(1)定義并初始化未分配的用戶集為Nlire = {1，2，. . .，N}，未分配的子頻帶集為 Slive= {1，2，...，S}，分配矩陣為A= {知}初始化~=0,%,々。(2)假設所有的用戶都可以隨意占用任何子頻帶。用戶η占用子頻帶s時的等效 功率消耗為<formula>formula see original document page 7</formula>
(3)每個用戶都選擇其在各個子頻帶中功率消耗最小的記為Pnmin3，然后在所有的Pnmin5選擇最大值的那個用戶優(yōu)先進行子頻帶分配，即功率消耗最大的用戶先選擇子頻帶， 從而最大程度減小總功率消耗。(4)重復步驟(3)，不斷更新A = {anJ，直至= = 0。B功率最小化為目標的資源分配算法用戶對進行了子頻帶的分配以后，基于前面推導的SER表達式在一個子載波內(nèi)進 行以最小化功率為目標的源節(jié)點和中繼節(jié)點的功率分配。在滿足各用戶對的誤碼率要求的 情況下最小化各個用戶對的功率和，即完成了總功率最小化的目的。定義Pi、P2> P分別表 示一個用戶對在一個子載波上的源節(jié)點功率、中繼節(jié)點功率、總功率。最優(yōu)化問題定義為<formula>formula see original document page 8</formula>為了計算簡單，首先考慮第一個約束條件，然后再用第二個約束條件進行校驗。應
<formula>formula see original document page 8</formula>
用拉格朗日乘子法，最小化功率分配問題可以轉(zhuǎn)換為1 + = 0 令源節(jié)點功率在
<formula>formula see original document page 8</formula>
總功率消耗中比例為1~，即P1 = TP, P2= (l-r)p, bl X8 π并將誤符號率的上限帶入 上式進行化簡計算得到:p = 2rSsr + 2(l-r)Srd
<formula>formula see original document page 8</formula>關(guān)于r的一元三次方程
r3(SeSsdS^dSsr ~^dsdSrdS2sr -AedJld) + r2(.AsSsdS+而^-l6edsdS^sr)+r{USsdS2rd5sr -UsSsdSld ~BSrdSsr + BS2sr) + AsSsdSld -BdrdSsr = 0由一元三次方程ax3+bx2+cx+d = 0的解為
<formula>formula see original document page 8</formula> 通過matlab里的數(shù)值計算方法可求得r和P的值，則可分別得到P^ P2、P的值。
然后應用中第二個約束條件進行校驗。特別當Ssd= Ssr= 3^1時，可得,二4￡ —I’<formula>formula see original document page 9</formula>通過matlab的數(shù)值計算方法，圖4為信道參數(shù)取不同值時代入最優(yōu)化分配結(jié)果中 資源分配的數(shù)值對比。通過matlab仿真分析，采用以最小化功率為目標的資源優(yōu)化分配后的系統(tǒng)總功 率消耗與固定分配功率的比較。隨著速率的增大，系統(tǒng)總功率消耗也增大，而采用動態(tài)分配 的情況功率消耗要少3-4dBm。證明專利提出的資源分配方法的優(yōu)勢。以最大化覆蓋范圍為目標的資源分配算法最大化覆蓋范圍指的是最大化源節(jié)點和目的節(jié)點之間的距離。非再生中繼下的協(xié) 作超寬帶系統(tǒng)在最小化總功率消耗的基礎(chǔ)上如何進行以最大化覆蓋范圍為目標的資源分 配。根據(jù)超寬帶系統(tǒng)的特性，假定傳輸信號的多徑能量與傳輸距離是成比例關(guān)系的， 即《，=/rD^，這里取室內(nèi)環(huán)境下的κ = 2，ν = 2。覆蓋范圍最大化時，中繼節(jié)點一定在 源節(jié)點與目的節(jié)點的連線上。這里定義源節(jié)點與目的節(jié)點的距離為Ds,d，設中繼節(jié)點在源與 目的節(jié)點的距離中所占比例為u，即Ds, r = uDs, d，Dr, d= (1-u) Ds, d，源節(jié)點和目的節(jié)點的總 功率為P，即為上面求得的P。令中繼節(jié)點和目的節(jié)點功率分別為P1 = rP，P2 = (l-r)P。則資源優(yōu)化問題為
<formula>formula see original document page 9</formula>應用拉格朗日乘子法，最小化功率分配問題可以轉(zhuǎn)換為
<formula>formula see original document page 9</formula>將將誤符號率的上限帶入上式進行化簡計算并通過解下面的一元三次方程，可得 至Ij u、Dsd、r{t。
<formula>formula see original document page 9</formula>
u3(2SB + 4B-16)+U2(-SB + \4~2SB) + U(5B-6)+(1-B)^0圖5為采用以最小化功率為目標的資源優(yōu)化分配后的系統(tǒng)總功率消耗與固定分 配功率的比較。可見隨著速率的增大，系統(tǒng)總功率消耗也增大，而采用動態(tài)分配的情況功率消耗要減少3-4dBm。圖6為采用功率最小化為目標的資源分配算法后，信道增益分別取S sd = 1，5sr =1，δ rd = 10時代入最優(yōu)解中計算P1 = 0. 6194P與采用源節(jié)點和中繼節(jié)點均分功率P1 = 0. 5P時可見兩條曲線雖相差不大，但采用最優(yōu)化分配后系統(tǒng)性能要優(yōu)于平均分配。圖7為在超寬帶CM4信道模型下，信噪比取不同值時代入最優(yōu)化分配結(jié)果中，應用 Matlab計算得到的資源分配結(jié)果，包括功率分配、中繼位置及最大的覆蓋范圍。由于CMMf 道模型的通信距離為4 10m，從表1可以可見應用協(xié)作分集技術(shù)后覆蓋范圍增大很多。而 且在高信噪比的情況下，中繼節(jié)點的位置越來越向中點靠近，源節(jié)點分配的功率也越來越 接近于總功率的一半。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)的資源優(yōu)化分配方法，其特征在于首先，通過對非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)進行性能分析，推導出該系統(tǒng)的信噪比和誤符號率SER的閉式表達式；其次，在誤符號率SER的閉式表達式及其上限的基礎(chǔ)上，對子頻帶和功率分配兩個變量資源按照發(fā)送總功率最小化和覆蓋范圍最大化的優(yōu)化目標提出的資源優(yōu)化分配算法進行分配，分別根據(jù)信息論和網(wǎng)絡理論對上述優(yōu)化目標和變量進行建模；然后，利用分兩步走的次優(yōu)化策略進行優(yōu)化第一步，針對上述優(yōu)化目標對子頻帶采用基于貪婪算法的次優(yōu)分配方法進行優(yōu)化；第二步，針對上述優(yōu)化目標對功率分配基于凸優(yōu)化理論，將誤符號率SER上限的導數(shù)代入到優(yōu)化目標實現(xiàn)過程中，同時利用求解一元三次方程的方法應用到本發(fā)明的資源優(yōu)化分配算法的數(shù)學推導中；最終，通過上述兩步走的次優(yōu)化策略最終獲取次優(yōu)化的資源利用方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述誤符號率SER的閉式表達式<formula>formula see original document page 2</formula>帶分配矩陣中的元素，且am e<formula>formula see original document page 2</formula>，其中N表示用戶，s表示頻帶；bn為用戶不同速率時的系數(shù)因子，且<formula>formula see original document page 2</formula>其中Ss,/(n)，6s,rs(n), 8r,/(n)分別表示表示第n個用戶對中，源到目的節(jié)點、源到 中繼及中繼節(jié)點到目的節(jié)點在第s個子帶上平均信道增益；Pslk和Ps2k為子載波k，k'中兩 跳的發(fā)射功率；另外0 2為信道噪聲功率，e為積分變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述子頻帶的優(yōu)化數(shù)學表達為T^b^a^G^ris,^);其中ans為子帶分配矩陣中的元素；Pns為每個子載波上的等效功率消耗；Gns表示用戶n在子頻帶s上的等效信道增益；r ( e，Rn)為用戶對n為達到 Rn的速率需求且誤碼率需求為￡時的最低信噪比需求；最終獲取Pn^s即每個用戶都選擇 其在各個子頻帶中功率消耗最小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)的資源優(yōu)化分配方法，其特征在于首先，通過對非再生協(xié)作多頻帶超寬帶系統(tǒng)進行性能分析，推導出該系統(tǒng)的信噪比和誤符號率SER的閉式表達式；在誤符號率SER的閉式表達式及其上限的基礎(chǔ)上，對子頻帶和功率分配兩個變量資源按照發(fā)送總功率最小化和覆蓋范圍最大化的優(yōu)化目標提出的資源優(yōu)化分配算法基于凸優(yōu)化理論，將誤符號率SER上限的導數(shù)代入到優(yōu)化目標實現(xiàn)過程中，同時利用求解一元三次方程的方法應用到本發(fā)明的資源優(yōu)化分配算法的數(shù)學推導中，最終獲取次優(yōu)化的資源利用方式。該分配方法，使系統(tǒng)誤碼率SER性能有所改善，系統(tǒng)消耗的總功率消耗能減少，覆蓋范圍遠遠超過非協(xié)作系統(tǒng)的通信距離。
文檔編號H04B1/69GK101835265SQ20101014911
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者孫忠華, 張淑芳, 楊婷婷 申請人:大連海事大學