專(zhuān)利名稱(chēng)：：資源分配器及資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及資源分配器及其資源分配方法，尤其適合在基于OFDMA的系統(tǒng)中的相鄰子載波映射(AMC)模式下使用，能夠確?；緮?shù)據(jù)速率需求并增大系統(tǒng)容量。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，OFDMA系統(tǒng)中的資源分配問(wèn)題一直倍受關(guān)注，并且提出了多種資源分配方案。圖1示出了基于OFDMA的系統(tǒng)中資源分配的示意圖，其中頻率軸上的每一個(gè)子帶包括S個(gè)子載波，時(shí)間軸上的每一個(gè)時(shí)隙包括L個(gè)OFDM符號(hào)。一個(gè)子帶和一個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)分配單元(AllocationUnit,AU)，由此一個(gè)AU包括SXL子載波-OFDM符號(hào)。在OFDMA系統(tǒng)中，對(duì)數(shù)據(jù)分組的調(diào)度是以幀為單元進(jìn)行的，在一個(gè)調(diào)度周期(即一幀)內(nèi)為一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組的傳輸分配頻率和時(shí)間，每個(gè)AU能夠承載的數(shù)據(jù)分組大小由調(diào)制和編碼方案(MCS)確定。由于子載波到頻譜的映射方式會(huì)直接影響到OFDMA系統(tǒng)中的調(diào)度方案，并且在移動(dòng)WiMAX(IEEE802.16e)標(biāo)準(zhǔn)中，通常采用兩種OFDMA子載波排列方法(分別稱(chēng)作分集排列(例如FUSC，PUSC)和相鄰排列(例如AMC))，所以根據(jù)子載波映射方式，現(xiàn)有的資源分配方案可以分為兩類(lèi)。在第一類(lèi)方案中，每個(gè)子帶包括以偽隨機(jī)方式分布在頻譜上的多個(gè)子載波。由于偽隨機(jī)分布帶來(lái)的平均化效果，所有子帶的質(zhì)量基本上相同，資源分配算法也十分簡(jiǎn)單。例如，非專(zhuān)禾ll文獻(xiàn)1(Jae隱WooSo,"ADownlinkPerformanceAnalysisofVoIPServicesOveranIEEE802.16eOFDMASystem",IEEEcommunicationslettersVol.1l，No.2，2007年2月，155-157頁(yè))中描述了對(duì)IEEE802.16eOFDMA系統(tǒng)上的VoIP服務(wù)進(jìn)行下行鏈路性能分析，非專(zhuān)利文獻(xiàn)2(S.Ryu,B.H，Ryu，H.Seo，M.Shin,andS,Park."WirelessPacketSchedulingAlgorithmforOFDMASystemBasedonTime-UtilityandChannelState,"ETRIJournal,Vol27，Number6，2005年12月，777-787頁(yè))中提出了UEPS(基于緊急性和效率的無(wú)線(xiàn)分組調(diào)度)算法，同時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度。但是第一類(lèi)方案無(wú)法實(shí)現(xiàn)頻率分集，資源利用率不高。在第二類(lèi)方案中，每一個(gè)子帶中的子載波在頻譜上彼此相鄰，這種相鄰映射能夠避免由于深度衰減和干擾導(dǎo)致的"空"子帶，從而可以利用所謂的用戶(hù)分集。這是因?yàn)椴煌脩?hù)需要不同的信道質(zhì)量，一個(gè)用戶(hù)的空子帶可能對(duì)于另一個(gè)用戶(hù)而言是有利可用的。但是，在一個(gè)調(diào)度周期(一幀)中，一個(gè)子帶只能分配給一個(gè)用戶(hù)，并且所有子帶的信道狀態(tài)信息是在基站(BS)中假設(shè)的。此外，第二類(lèi)方案中，一些常規(guī)算法不支持各個(gè)用戶(hù)的最低速率需求，而對(duì)于未來(lái)寬帶無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)而言，這是非常關(guān)鍵的設(shè)計(jì)問(wèn)題。有的雖然考慮了各個(gè)用戶(hù)的最低速率需求，但是仍存在一個(gè)子帶只能分配給一個(gè)用戶(hù)。非專(zhuān)禾U文獻(xiàn)3(Pietrzyk.S，Janssen.G丄M"Multi-userSub-carrierAllocationforQoSProvisionintheOFDMASystems."VehicularTechnologyConference,2002,Proceedings.VTC2002-Fall.2002IEEE.Vol:2,1077-1081頁(yè))中采用固定調(diào)制方案，并且以子載波-時(shí)間為單位進(jìn)行資源分配。具體而言，如果時(shí)間軸上有K個(gè)時(shí)隙，則一幀中的資源分配需要K個(gè)調(diào)度周期，S卩，調(diào)度周期是一個(gè)時(shí)隙，BS根據(jù)PF、M—LWDF或Round-Robin等規(guī)則將一個(gè)時(shí)隙上的AU分配給不同用戶(hù)。由于采用逐個(gè)時(shí)隙的調(diào)度算法，分配給一個(gè)用戶(hù)的AU分布在整個(gè)幀上，因此需要使用UCD/DCD和UL一MAP/DL一MAP指示向不同CID(連接標(biāo)識(shí)符)或用戶(hù)分配的AU的位置。此時(shí)必須考慮到UCD/DCD和UL—MAP/DL—MAP中的字節(jié)開(kāi)銷(xiāo)，隨著K增加，這種開(kāi)銷(xiāo)顯著增大。此外，在這種系統(tǒng)中，所有用戶(hù)報(bào)告所有子帶的CQI(信道質(zhì)量指示符)，所以上行鏈路中可以用來(lái)傳輸用戶(hù)數(shù)據(jù)的剩余資源很少。因此，需要一種資源分配算法，以解決向用戶(hù)分配子帶和時(shí)間資源(即AU)的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種資源分配器及其資源分配方法，其能夠找到最優(yōu)用戶(hù)-子帶對(duì)，在滿(mǎn)足各個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求的前提下增大系統(tǒng)容量，同時(shí)減少UCD/DCD和UL—MAP/DL一MAP中的字節(jié)開(kāi)銷(xiāo)。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提出了一種資源分配器，位于基站BS中，用于向?qū)儆贐S的至少一個(gè)用戶(hù)分配資源，所述資源分配器包括用戶(hù)分類(lèi)模塊，用于根據(jù)所述至少一個(gè)用戶(hù)中每一個(gè)用戶(hù)向BS反饋的信道質(zhì)量信息，將所述用戶(hù)分入具有預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序的多個(gè)用戶(hù)集之一；基本需求分配模塊，用于按照所述多個(gè)用戶(hù)集的預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序，依次在每一個(gè)用戶(hù)集中進(jìn)行資源分配，以滿(mǎn)足所述至少一個(gè)用戶(hù)中每一個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求；以及剩余資源分配模塊，用于根據(jù)基本需求分配模塊進(jìn)行分配之后的資源剩余情況和用戶(hù)剩余需求情況，確定剩余資源集和剩余用戶(hù)集，并針對(duì)所確定的剩余資源集和剩余用戶(hù)集進(jìn)行剩余資源分配，以增大系統(tǒng)吞吐量。根據(jù)本發(fā)明第二方面，提出了一種BS中的資源分配方法，用于向?qū)儆贐S的至少一個(gè)用戶(hù)分配資源，所述資源分配方法包括用戶(hù)分類(lèi)步驟，根據(jù)所述至少一個(gè)用戶(hù)中每一個(gè)用戶(hù)向BS反饋的信道質(zhì)量信息，將所述用戶(hù)分入具有預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序的多個(gè)用戶(hù)集之一；基本需求分配步驟，按照所述多個(gè)用戶(hù)集的預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序，依次在每一個(gè)用戶(hù)集中進(jìn)行資源分配，以滿(mǎn)足所述至少一個(gè)用戶(hù)中每一個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求；以及剩余資源分配步驟，根據(jù)基本需求分配步驟之后的資源剩余情況和用戶(hù)剩余需求情況，確定剩余資源集和剩余用戶(hù)集，并針對(duì)所確定的剩余資源集和剩余用戶(hù)集進(jìn)行剩余資源分配，以增大系統(tǒng)吞吐量。如上所述，假設(shè)每個(gè)用戶(hù)具有基本數(shù)據(jù)速率需求，是保留用于傳輸特定服務(wù)的，例如UGS和ErtPS(如VoIP)等，則根據(jù)本發(fā)明的資源分配方法基本分為兩個(gè)階段第一階段，滿(mǎn)足用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求；第二階段，如果在滿(mǎn)足基本需求之后還有剩余資源(AU),則對(duì)剩余資源進(jìn)行分配，增大系統(tǒng)吞吐量。這種兩級(jí)資源分配可以兼顧用戶(hù)公平性和系統(tǒng)容量。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明還考慮到每個(gè)用戶(hù)所利用的多個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量差異以及不同用戶(hù)對(duì)同一子帶的競(jìng)爭(zhēng)力，從而進(jìn)一步優(yōu)化了資源分配，提高了資源利用效率。結(jié)合附圖，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下詳細(xì)描述中顯而易見(jiàn)，附圖中圖1示出了基于OFDMA的系統(tǒng)中資源分配的示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的BS中的資源分配器的框圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的資源分配器的示例操作的流程圖4-7示出了本發(fā)明資源分配方法實(shí)施方式的具體示例，其中圖4示出了用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的資源分配方法的簡(jiǎn)單系統(tǒng)模型，圖5示出了采用該資源分配方法的分配結(jié)果，圖6示出了未采用該資源分配方法的分配結(jié)果，圖7示出了用于說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的資源分配方法的另一簡(jiǎn)單系統(tǒng)模型；以及圖8示出了本發(fā)明方法(稱(chēng)為MRCS算法)與自最大化(Self-Max)算法、Proportional-Fair(PF)算法和Water-Filling(WF)算法的性能比較曲線(xiàn)圖，其中(a)示出了公平性因子的比較，(b)示出了無(wú)法確?；緮?shù)據(jù)速率的斷供概率(outageprobability)的比較，圖(c)示出了一幀中發(fā)送的分組總數(shù)的比較。具體實(shí)施例方式下面，將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在本發(fā)明的下列描述中，將省略對(duì)已知功能和配置的具體描述，以避免使本發(fā)明的主題不清楚。在網(wǎng)絡(luò)中，用戶(hù)終端通常是固定的或處于緩慢的移動(dòng)狀態(tài)，信道質(zhì)量變化較慢，每個(gè)用戶(hù)可以在較長(zhǎng)時(shí)間上"看到"一個(gè)或多個(gè)高質(zhì)量信道。因此，在本發(fā)明中采用相鄰子載波映射方案(AMC)，該方案能夠利用頻率分集，從而有助于擴(kuò)展系統(tǒng)容量。用戶(hù)可以通過(guò)上行鏈路向BS反饋部分子帶的信道質(zhì)量信息，而不是整個(gè)頻譜上所有子帶的信道質(zhì)量信息。例如，在IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際應(yīng)用中，由于CQI反饋信道的帶寬有限，用戶(hù)通常只向BS反饋所有子帶中質(zhì)量較好的那部分。以下，參照?qǐng)D2對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行描述。首先，參照如圖1所示的基于OFDMA的系統(tǒng)的資源分配示意圖，其中整個(gè)頻譜分為N(N是大于1的自然數(shù))個(gè)子帶，每個(gè)子帶由相鄰子載波構(gòu)成，時(shí)間軸上存在K個(gè)時(shí)隙，所以在每一幀上可以分配的資源總數(shù)為KXN個(gè)AU(單元)。這里，假設(shè)該系統(tǒng)中包括BS和J(J>=1，J是自然數(shù))個(gè)用戶(hù)，用戶(hù)j(j是大于O小于J的自然數(shù))向BS反饋信道質(zhì)量較好的M(0<MN，M是自然數(shù))個(gè)子帶。當(dāng)然，用戶(hù)也可以向BS反饋整個(gè)頻譜上所有子帶的信道質(zhì)量信息。作為示例并為了簡(jiǎn)明描述的目的，假設(shè)每個(gè)用戶(hù)的反饋?zhàn)訋?shù)目都是M。因此，在整個(gè)系統(tǒng)中，所有用戶(hù)向BS反饋MXL個(gè)子帶的質(zhì)量。同時(shí)，設(shè)定系統(tǒng)中的每個(gè)用戶(hù)均具有基本數(shù)據(jù)速率需求，用于確保UGS和ErtPS(VoIP)等服務(wù)的最低數(shù)據(jù)速率，這里將用戶(hù)j的基本數(shù)據(jù)速率需求表示為basic—req(j)，并將BS處針對(duì)用戶(hù)j的分組總數(shù)表示為user_pkt(j)。在本發(fā)明實(shí)施中，還考慮到針對(duì)每個(gè)用戶(hù)的多個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量差異以及不同用戶(hù)對(duì)同一子帶的競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)每個(gè)用戶(hù)的多個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量差異可以根據(jù)用戶(hù)向BS反饋的子帶的信道質(zhì)量而獲得。例如，在IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)中，可以根據(jù)用戶(hù)反饋的信道質(zhì)量指示符(CQI)來(lái)獲得信道質(zhì)量，CQI通常反饋了該信道的CINR(載干比)。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，用戶(hù)的信道質(zhì)量可以由多種指標(biāo)，例如信道的信噪比、信道衰減、數(shù)據(jù)傳輸速率等，這些均可以通過(guò)CINR及基站本身的發(fā)送功率直接或間接計(jì)算出來(lái)。在本實(shí)施例中，子帶的信道質(zhì)量由所述子帶上的一個(gè)分配單元AU針對(duì)所述用戶(hù)而能夠承載的分組數(shù)目表示。此外，該分組數(shù)目是基于調(diào)制和編碼方案MCS的最低等級(jí)的，這里將參照表1和圖1對(duì)該分組數(shù)目進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，不同子帶上數(shù)據(jù)分組的大小由該子帶上的MCS等級(jí)確定，而MCS等級(jí)由該子帶上的SINR確定。以MCS最低等級(jí)M1為基準(zhǔn)，定義分組的大小為SXLX2Xl/6=SXL/3比特。如果子帶n上的SINR=10dB，則選擇MCS等級(jí)M5(16QAM和5/12編碼率)，其包括5個(gè)這樣的分組，即對(duì)于子帶n而言，一個(gè)AU可以承載5個(gè)這樣的分組。表1AMC表<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>在得到針對(duì)每個(gè)用戶(hù)的多個(gè)子帶上承載的分組數(shù)目之后，就可以計(jì)算該用戶(hù)的信道質(zhì)量差異。顯然，如果不同子帶上承載的分組數(shù)目大致相等，則該用戶(hù)的信道質(zhì)量差異就小，反之，如果不同子帶上承載的分組數(shù)目相差較大，則該用戶(hù)的信道質(zhì)量差異就大。也可以采用分?jǐn)?shù)數(shù)目之外的其他指標(biāo)來(lái)表示信道質(zhì)量，此時(shí)，指標(biāo)之間差異越大，信道質(zhì)量差異也越大。信道質(zhì)量差異可以表示為信道質(zhì)量之間的最大差值、平均差值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏差等。在本實(shí)施例中，定義了子帶選擇性因子BSF，來(lái)表示信道質(zhì)量差異。此外，本實(shí)施例中采用的信道質(zhì)量指標(biāo)是如上所述的分組數(shù)目。此時(shí)，參照?qǐng)D1所示資源分配示意圖，用戶(hù)j的BSF定義為-膨,<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(1)這里，化=Z巧/A/指示了針對(duì)用戶(hù)j的M個(gè)子帶的平均信道質(zhì)量，M是用戶(hù)反饋信道質(zhì)量的子帶的數(shù)目，巧是針對(duì)用戶(hù)j的、子帶n(n是小于等于N的自然數(shù))上的以調(diào)制和編碼方案MCS的最低等級(jí)為基準(zhǔn)的分組數(shù)目，D越大，信道質(zhì)量越好。D是與物理層中的突發(fā)狀況相關(guān)的變量，如果用戶(hù)j沒(méi)有向BS反饋?zhàn)訋的質(zhì)量，則巧設(shè)定為0。根據(jù)等式(1)，^S^指示了針對(duì)用戶(hù)j的M個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量差異，從M個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量差異越小，BS巧的值就越小，用戶(hù)j的子帶選擇性就越好(即，就用戶(hù)j而言，為其選擇子帶的順序?qū)ο到y(tǒng)性能的影響很小)，從而針對(duì)用戶(hù)j的資源分配的優(yōu)先級(jí)就越低。反之，如果用戶(hù)j的M個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量相差較大，則^S巧具有較大值，用戶(hù)j的子帶選擇性較差(即，就用戶(hù)j而言，為其選擇子帶的順序?qū)ο到y(tǒng)性能存在較大影響)，從而在資源分配時(shí)優(yōu)先考慮用戶(hù)j。相比于傳統(tǒng)的隨機(jī)選擇用戶(hù)的方法，引入BSF能夠考慮到針對(duì)每個(gè)用戶(hù)的多個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量差異，提高資源分配效率。需要注意，也可以采用其他信道質(zhì)量指標(biāo)來(lái)定義BSF。例如，使用信道衰減來(lái)表示信道質(zhì)量時(shí)，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(2)其中a表示信號(hào)在空間中的衰減倍數(shù)。接下來(lái)解釋不同用戶(hù)對(duì)同一子帶的競(jìng)爭(zhēng)力。用戶(hù)對(duì)于子帶的競(jìng)爭(zhēng)力是對(duì)根據(jù)用戶(hù)向BS反饋的信道質(zhì)量而向該用戶(hù)分配該子帶上的資源的可能性的衡量。一般而言，該子帶的信道質(zhì)量對(duì)于用戶(hù)越高，則用戶(hù)對(duì)于該子帶的競(jìng)爭(zhēng)力就越強(qiáng)。例如，如果用戶(hù)A所反饋的信道質(zhì)量是在子帶1上一個(gè)AU能夠承載5個(gè)分組，而用戶(hù)B所反饋的信道質(zhì)量是在子帶1上一個(gè)AU只能承載2個(gè)分組，則可以確定用戶(hù)A對(duì)于子帶1的競(jìng)爭(zhēng)力大于用戶(hù)B。可以采用直接比較信道質(zhì)量的方式來(lái)確定不同用戶(hù)對(duì)同一子帶的競(jìng)爭(zhēng)力。在本實(shí)施例中，引入了競(jìng)爭(zhēng)因子CF，定義如下巧:=-%——y/o^,""(3)C〈指示了用戶(hù)厶對(duì)子帶n的競(jìng)爭(zhēng)力，其中U和R分別是用戶(hù)集和子帶集，分子巧表示針對(duì)用戶(hù)y。的子帶n上的信道質(zhì)量，分母表示用戶(hù)集U中其他用戶(hù)選擇在子帶n發(fā)送數(shù)據(jù)的概率，cr的值遠(yuǎn)小于《，用于避免分母為0的情況發(fā)生，一般a可以采用0.0001等足夠小的值。從等式(2)可知，其他用戶(hù)選擇子帶n的概率越大，當(dāng)前用戶(hù)7。選擇該子帶n的概率就越小，即用戶(hù)厶對(duì)子帶n的競(jìng)爭(zhēng)力就越小。在從用戶(hù)集U中選擇一個(gè)用戶(hù)之后，可以計(jì)算該用戶(hù)的CF，并使用CF從子帶集R中選擇一個(gè)子帶來(lái)發(fā)送該用戶(hù)的數(shù)據(jù)分組。這里，CF的值越大，該子帶被選擇的優(yōu)先級(jí)就越高，從而可以找到最優(yōu)用戶(hù)-子帶對(duì)，進(jìn)一步優(yōu)化資源分配。應(yīng)該理解，也可以采用其他信道質(zhì)量指標(biāo)來(lái)定義CF。例如，使用信道衰減來(lái)表示信道質(zhì)量時(shí)，CF"=--Vy"t/，""(4)力'T2>7其中《表示信號(hào)在空間中的衰減倍數(shù)。參照?qǐng)D2，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的BS中的資源分配器1，該資源分配器1包括用戶(hù)分類(lèi)模塊12，基本需求分配模塊14和剩余資源分配模塊16，其中用戶(hù)分類(lèi)模塊12和基本需求分配模塊14用于滿(mǎn)足用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求，而剩余資源分配模塊16用于對(duì)剩余資源進(jìn)行分配，以在滿(mǎn)足各個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求的前提下增大系統(tǒng)容這里，假設(shè)所有用戶(hù)構(gòu)成用戶(hù)集U，并且所有在用的子帶構(gòu)成子帶集R。用戶(hù)分類(lèi)模塊12根據(jù)每個(gè)用戶(hù)反饋的信道質(zhì)量，計(jì)算信道質(zhì)量差異，并將信道質(zhì)量差異與預(yù)定閾值相比較，以將該用戶(hù)分入具有預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序的多個(gè)用戶(hù)集之一。如上所述，信道質(zhì)量差異越大，相應(yīng)用戶(hù)集的優(yōu)先級(jí)就越高。在本實(shí)施例中，采用上述BSF表示信道質(zhì)量差異。當(dāng)然，也可以采用信道質(zhì)量的最大差值、平均差值等表示信道質(zhì)量差異。此外，如果釆用其他信道指標(biāo)來(lái)表示信道質(zhì)量，則也可以相應(yīng)地計(jì)算信道質(zhì)量差異并進(jìn)行用戶(hù)分類(lèi)。作為示例，在本實(shí)施例中，將用戶(hù)的信道質(zhì)量差異與一個(gè)預(yù)定閾值相比較，從而將用戶(hù)集U中的所有用戶(hù)分別分入用戶(hù)集G和用戶(hù)集B，其中用戶(hù)集B的優(yōu)先級(jí)比用戶(hù)G高。當(dāng)然，也可以采用多個(gè)預(yù)定閾值，例如兩個(gè)，從而將用戶(hù)分入三個(gè)或更多個(gè)用戶(hù)集。具體而言，用戶(hù)分類(lèi)模塊利用用戶(hù)集U中每個(gè)用戶(hù)向BS反饋的信道質(zhì)量(由如上定義的分組數(shù)目D表示)，根據(jù)等式(1)計(jì)算每個(gè)用戶(hù)的BSF，并將BSF與預(yù)定閾值7^相比較；如果BSF大于閾值7^，則將該用戶(hù)分入用戶(hù)集B，否則將該用戶(hù)分入用戶(hù)集G。閾值7^可以是經(jīng)驗(yàn)值，例如閾值7^可以等于0.35?；拘枨蠓峙淠K14按照多個(gè)用戶(hù)集的預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序，依次在每一個(gè)用戶(hù)集中進(jìn)行資源分配，以滿(mǎn)足每一個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求。在本實(shí)施例中，首先基本需求分配模塊14為用戶(hù)集B中的用戶(hù)分配資源，在用戶(hù)集B中的所有用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求都得到滿(mǎn)足之后，再為用戶(hù)集G中的用戶(hù)分配資源，以滿(mǎn)足該用戶(hù)集G中所有用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求。基本分配模塊14的具體操作如下。首先，基本需求分配模塊14從優(yōu)先級(jí)較高的用戶(hù)集B中隨機(jī)選擇一個(gè)用戶(hù)，例如用戶(hù)j，并從用戶(hù)j所反饋的多個(gè)子帶，例如M個(gè)子帶中選擇一個(gè)子帶，并將該子帶上的AU分配給用戶(hù)j。對(duì)于這里的子帶選擇，基本需求分配模塊14可以根據(jù)上述等式(2)，計(jì)算用戶(hù)j在M個(gè)子帶中每一個(gè)子帶上的CF，選擇CF最大的那個(gè)子帶，并將所選子帶上的AU分配給用戶(hù)j，如果該子帶上的AU不足以發(fā)送用戶(hù)j的所有基本需求分組，則按照CF從大到小的順序，依次選擇子帶，并將該子帶上的資源分配給用戶(hù)j，直到滿(mǎn)足用戶(hù)j的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。作為備選方式，基本需求分配模塊14也可以根據(jù)用戶(hù)j向BS反饋的信道質(zhì)量，從針對(duì)用戶(hù)j的M個(gè)子帶中直接選擇信道質(zhì)量最高的子帶作為發(fā)送基本需求分組的子帶，如果該子帶上的AU不足以發(fā)送用戶(hù)j的所有基本需求分組，則按照質(zhì)量從高到低的順序，依次選擇子帶，并將該子帶上的資源分配給用戶(hù)j，直到滿(mǎn)足用戶(hù)j的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。此時(shí)，基本需求分配模塊14直接根據(jù)子帶上分組數(shù)目D的大小，順序地分配資源。但是，由于在整個(gè)頻譜上，可能存在某些子帶，這些子帶中每一個(gè)的質(zhì)量只由一個(gè)用戶(hù)反饋，如果為該唯一用戶(hù)選擇質(zhì)量最好的子帶而不選擇該子帶，則該子帶上的AU無(wú)法分配給任何用戶(hù)，造成資源浪費(fèi)。而在采用CF來(lái)選擇子帶時(shí)，當(dāng)一個(gè)子帶的質(zhì)量?jī)H由一個(gè)用戶(hù)反饋時(shí)，其他用戶(hù)該子帶來(lái)發(fā)送分組的概率就為0，即等式(2)中的分母只包括C7，該用戶(hù)對(duì)于該子帶的競(jìng)爭(zhēng)因子CF非常大，從而優(yōu)先選擇該子帶來(lái)發(fā)送分組，由此避免了浪費(fèi)該子帶上的資源，確保了對(duì)系統(tǒng)資源的最大利用率。然后，類(lèi)似地，對(duì)于用戶(hù)集B中其他用戶(hù)，基本需求分配模塊14可以選擇CF最大的子帶或直接選擇信道質(zhì)量最高的子帶，并將所選子帶上的資源分配給該用戶(hù)，直到用戶(hù)集B中所有用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求都得到滿(mǎn)足。接著，基本需求分配模塊14針對(duì)優(yōu)先級(jí)較低的用戶(hù)集G中的每一個(gè)用戶(hù)，重復(fù)上述子帶選擇和資源分配過(guò)程，直到滿(mǎn)足該用戶(hù)集G中所有用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。然后，剩余資源分配模塊16將具有剩余資源(AU)的子帶歸入剩余資源集R一res，并將具有剩余需求(即仍具有待發(fā)送的分組)的用戶(hù)歸入剩余用戶(hù)集U一res。這里，假設(shè)要為用戶(hù)j發(fā)送的分組總數(shù)表示為user_pkt(j)，用戶(hù)j的基本數(shù)據(jù)速率需求表示為basic—req(j)，則針對(duì)用戶(hù)j的剩余分組數(shù)目是user—res(j)=user_pkt(j)-basic_req(j)。剩余資源分配模塊16對(duì)于剩余資源集Rjes和剩余用戶(hù)集U一res中所有的子帶和用戶(hù)，分別計(jì)算每一個(gè)用戶(hù)相對(duì)于每一個(gè)子帶的CF，選擇具有最大CF的用戶(hù)和子帶，假設(shè)是用戶(hù)j和子帶n，然后將子帶n上的AU分配給用戶(hù)j;如果子帶n上的AU不足以發(fā)送用戶(hù)j的所有剩余分組，則將用戶(hù)j的剩余分組user—res(j)替換為此次分配之后剩余的分組user_res(j)，，并從R_res中移除子帶n;如果子帶n上的剩余AU足以發(fā)送用戶(hù)j的剩余分組，則在此次分配之后將用戶(hù)j從U—res中移除；然后，針對(duì)剩下的所有子帶和用戶(hù)，重復(fù)執(zhí)行上述CF計(jì)算和資源分配過(guò)程，直到R一res為空或U一res為空為止。作為備選方式，剩余資源分配模塊16可以從R一res中隨機(jī)選擇一個(gè)子帶(假設(shè)是子帶n)，并根據(jù)各個(gè)用戶(hù)向BS反饋的子帶n的質(zhì)量，從U—res中選擇具有最高信道質(zhì)量的用戶(hù)(假設(shè)是用戶(hù)j)，然后將子帶n上的AU分配給用戶(hù)j;如果子帶n上的剩余AU不足以發(fā)送用戶(hù)j的所有剩余分組，則將用戶(hù)j的剩余分組user—res(j)替換為此次分配之后剩余的分組user—res(j)'，并從R—res中移除子帶n;如果子帶n上的剩余AU足以發(fā)送用戶(hù)j的剩余分組，則在此次分配之后將用戶(hù)j從U—res中移除，并根據(jù)信道質(zhì)量的高低，再?gòu)腢一res中選擇另一用戶(hù)，重復(fù)如上分配過(guò)程，直到R一res為空或U一res為空為止。對(duì)于剩余資源分配模塊16而言，采用CF可以達(dá)到如上針對(duì)基本需求分配模塊14所述的效果，這將在稍后描述的具體示例中給出詳細(xì)說(shuō)明。此外，根據(jù)本發(fā)明的資源分配器1首先利用信道質(zhì)量差異，將用戶(hù)歸類(lèi)到用戶(hù)集G和用戶(hù)集B中。用戶(hù)集B中的用戶(hù)具有較大信道質(zhì)量差異，這指示出從該用戶(hù)向BS反饋的多個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量相差較大，該用戶(hù)具有較少的高質(zhì)量子帶，子帶選擇順序?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)性能的影響較大，從而在資源分配時(shí)應(yīng)該優(yōu)先考慮該用戶(hù)。反之，用戶(hù)集G中用戶(hù)具有較小信道質(zhì)量差異，這表示從該用戶(hù)向BS反饋的多個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量差異較小。通常對(duì)于用戶(hù)集G中用戶(hù)而言，其所反饋的子帶的質(zhì)量幾乎相同，所以子帶選擇的順序幾乎不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)性能。相比于傳統(tǒng)的隨機(jī)選擇用戶(hù)的方法，本發(fā)明實(shí)施例能夠考慮到每個(gè)用戶(hù)所利用的多個(gè)子帶之間的信道質(zhì)量差異，提高資源分配效率。這也將在稍后描述的具體示例中給出詳細(xì)說(shuō)明。圖3示出了圖2中根據(jù)上述實(shí)施例的資源分配器1的示例操作的流程圖。參照?qǐng)D3，本發(fā)明的資源分配器執(zhí)行的資源分配操作主要包括兩個(gè)階段第一階段，滿(mǎn)足用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求；第二階段，在滿(mǎn)足基本需求之后還有剩余資源時(shí)，對(duì)剩余資源進(jìn)行分配。在該示例操作中，同時(shí)考慮到用戶(hù)反饋的多個(gè)子帶的信道質(zhì)量差異(用BSF表示)和不同用戶(hù)對(duì)同一子帶的競(jìng)爭(zhēng)力(用CF表示)，即，基本需求分配模塊14和剩余資源分配模塊16各自都采用方式2)。具體操作流程如下步驟SIO，BS中的用戶(hù)分類(lèi)模塊12利用用戶(hù)集U中每個(gè)用戶(hù)向BS反饋的信道質(zhì)量，根據(jù)等式(1)計(jì)算每個(gè)用戶(hù)的BSF;步驟S20，將BSF與預(yù)定閾值T^相比較；如果BSF大于閾值7^，則將該用戶(hù)分入用戶(hù)集B，否則將該用戶(hù)分入用戶(hù)集G;步驟S30，基本需求分配模塊14從用戶(hù)集B中隨機(jī)選擇一個(gè)用戶(hù)，例如用戶(hù)j，再根據(jù)上述等式(2)，計(jì)算用戶(hù)j在M個(gè)子帶中每一個(gè)子帶上的CF，選擇CF最大的那個(gè)子帶，并將所選子帶上的AU分配給用戶(hù)j，如果該子帶上的AU不足以發(fā)送用戶(hù)j的所有基本需求分組，則按照CF從大到小的順序，依次選擇子帶，并將所選子帶上的AU分配給用戶(hù)j，直到滿(mǎn)足用戶(hù)j的基本數(shù)據(jù)速率需求為止；步驟S40，如果用戶(hù)集B中還有其他用戶(hù)，基本需求分配模塊14返回步驟S30，對(duì)該用戶(hù)進(jìn)行子帶選擇和資源分配；如果用戶(hù)集B中所有用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求都已得到滿(mǎn)足，則前進(jìn)到步驟S50;步驟S50，從用戶(hù)集G中隨機(jī)選擇一個(gè)用戶(hù)，基本需求分配模塊14重復(fù)在步驟S30中的子帶選擇和資源分配過(guò)程；步驟S60，如果用戶(hù)G中還有其他用戶(hù)，則回到步驟S50，對(duì)該用戶(hù)進(jìn)行子帶選擇和資源分配；如果已滿(mǎn)足了該用戶(hù)集G中所有用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求，則前進(jìn)到步驟S70;步驟S70，剩余資源分配模塊16將具有剩余資源(AU)的子帶歸入剩余資源集R—res，并將仍具有要發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的用戶(hù)歸入剩余用戶(hù)集U—res;對(duì)于剩余資源集R_res和剩余用戶(hù)集U—res中所有的子帶和用戶(hù)，分別計(jì)算每一個(gè)用戶(hù)相對(duì)于每一個(gè)子帶的CF，選擇具有最大CF的用戶(hù)和子帶，假設(shè)是用戶(hù)j和子帶n，然后將子帶n上的AU分配給用戶(hù)j;如果子帶n上的AU不足以發(fā)送用戶(hù)j的所有剩余分組，則將用戶(hù)j的剩余分組替換為此次分配之后剩余的分組，并從R—res中移除子帶n;如果如果子帶n上的剩余AU足以發(fā)送用戶(hù)j的剩余分組，則在此次分配之后將用戶(hù)j從U_res中移除；步驟S80，如果R—res為空或U—res不為空，則返回步驟S70，針對(duì)剩下的所有子帶和用戶(hù)，重復(fù)執(zhí)行上述CF計(jì)算和資源分配過(guò)程；如果R—res為空或U_res為空為止，則資源分配過(guò)程結(jié)束。至此，根據(jù)上述實(shí)施例的資源分配器的示例操作結(jié)束。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，以下參照?qǐng)D4-7給出本發(fā)明實(shí)施方式的具體示例。首先，如圖4所示，假設(shè)一幀(即一個(gè)調(diào)度周期)包括兩個(gè)子帶1，2和兩個(gè)時(shí)隙1，2，即，一幀中包括4個(gè)AU，分別表示為AU1，AU2，AU3和AU4。注意，這僅是為了示例目的，本發(fā)明不限于此，一幀可以包括其他任何數(shù)目的子帶和時(shí)隙。此時(shí)，如上所述的基于MCS最低等級(jí)的分組大小為SXLX2Xl/6=SXL/3比特，即一個(gè)AU能夠承載SXL/3比特。此外，假設(shè)這些子帶上的AU要用于兩個(gè)用戶(hù)A和B的分組發(fā)送，并且用戶(hù)A反饋的信道質(zhì)量是，在子帶1上，一個(gè)AU可以承載5個(gè)分組，在子帶2上，一個(gè)AU可以承載1個(gè)分組；用戶(hù)B所反饋的信道質(zhì)量是，在子帶1和2上均有一個(gè)AU可以承載l個(gè)分組。此外，用戶(hù)A和B都必須發(fā)送2個(gè)分組，以滿(mǎn)足基本數(shù)據(jù)數(shù)率需求。同理，這僅是為了示例目的，本發(fā)明不限于此，而可以采用其他分組數(shù)目。根據(jù)上述等式(1)中BSF的定義，對(duì)于用戶(hù)A，5=(5+1)/2=3，BSFA=V(5-3)2+(卜3)2/3=0.943;而對(duì)于用戶(hù)B，BSFB=0，因此用戶(hù)A具有較大的BSF值，這與用戶(hù)A在兩個(gè)子帶上的較大信道質(zhì)量差異相對(duì)應(yīng)，在資源分配時(shí)優(yōu)先考慮用戶(hù)A，§卩，將用戶(hù)A歸入子帶選擇性較差的用戶(hù)集，而將用戶(hù)B歸入子帶選擇性較好的用戶(hù)集。從子帶選擇性較差的用戶(hù)集中選擇用戶(hù)A，并根據(jù)等式(2)計(jì)算用戶(hù)A對(duì)于子帶l和2的競(jìng)爭(zhēng)力。在本示例中，對(duì)于子帶l，CF=5/(l/2+(7)10，對(duì)于子帶2，CF=l/(l/2+cr)2，cj是例如0.0001之類(lèi)的極小值。由此，為用戶(hù)A選擇子帶1。由于在子帶l上，一個(gè)AU可以為用戶(hù)A發(fā)送5個(gè)分組，足以滿(mǎn)足用戶(hù)A的基本數(shù)據(jù)速率需求，所以將AU1分配給用戶(hù)A。然后，從子帶選擇性較好的用戶(hù)集選擇用戶(hù)B，并根據(jù)等式(2)計(jì)算用戶(hù)B對(duì)于子帶1和2的CF分別為1.2和6。因此，選擇子帶2，并將AU3和AU4分配給用戶(hù)B，以滿(mǎn)足其基本數(shù)據(jù)速率需求。然后，如果用戶(hù)A還有要求發(fā)送的分組，將AU2分配給用戶(hù)A，以增大系統(tǒng)吞吐量。此時(shí)，資源分配如圖5所示，總共可以發(fā)送12個(gè)分組。為了進(jìn)行比較，考慮不引入BSF和CF的情況，g卩，隨機(jī)選擇一個(gè)用戶(hù)，并向該用戶(hù)分配質(zhì)量最好的子帶上的AU。采用上述示例，假設(shè)首先選擇用戶(hù)B，并為用戶(hù)B選擇子帶1，此時(shí)資源分配如圖6所示，總共只能發(fā)送4個(gè)分組，系統(tǒng)的吞吐量顯著降低。此外，為了顯示引入CF的優(yōu)點(diǎn)，如圖7所示，將上述示例擴(kuò)展為一幀(即一個(gè)調(diào)度周期)包括4個(gè)子帶1、2、和4以及2個(gè)時(shí)隙1和2，艮卩，一幀中包括8個(gè)AU，分別表示為AU1，AU2，AU3，AU4，AU5，AU6，AU7和AU8;用戶(hù)C所反饋的信道質(zhì)量是，在子帶2上，一個(gè)AU可以承載4個(gè)分組，在子帶3上，一個(gè)AU可以承載2個(gè)分組；子帶4未被任何用戶(hù)反饋。根據(jù)BSF，在向用戶(hù)A分配子帶1上的AU1來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)A的基本數(shù)據(jù)速率需求之后，將選擇用戶(hù)C。此時(shí)，分別計(jì)算用戶(hù)C對(duì)于子帶2和3的CF。由于子帶3僅由用戶(hù)C反饋，所以用戶(hù)A和B選擇子帶3的概率為0，用戶(hù)C針對(duì)子帶3的CF=2/cr，cj是例如0.0001之類(lèi)的極小值。而用戶(hù)C針對(duì)子帶2的CF=4/(1/2+cj)8。所以，首先選擇子帶3。如果不引入CF，而根據(jù)子帶質(zhì)量的高低進(jìn)行子帶選擇，則為用戶(hù)C選擇的子帶應(yīng)該是2，而子帶3上的AU不會(huì)分配給任何用戶(hù)，造成了資源浪費(fèi)，降低了系統(tǒng)的吞吐量。上述示例同樣適用于對(duì)剩余資源的分配，在此不再詳細(xì)描述具體過(guò)程。最后，相對(duì)于自最大化(Self-Max)算法、Proportional-Fair(PF)算法和Water-Filling(WF)算法，在吞吐量、公平性和發(fā)送分組數(shù)目低于基本需求的斷供概率(outageprobability)方面對(duì)本發(fā)明中引入了BSF和CF的資源分配方法(該方法在此稱(chēng)作"確保最小速率的競(jìng)爭(zhēng)性調(diào)度MRCS算法")進(jìn)行評(píng)估。所謂自最大化(Self-Max)算法與本發(fā)明MRCS算法類(lèi)似，也包括兩個(gè)階段第一階段，滿(mǎn)足用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求；第二階段，在滿(mǎn)足基本需求之后還有剩余資源時(shí)，對(duì)剩余資源進(jìn)行分配。但是，自最大化(Self-Max)算法沒(méi)有引入BSF和CF。具體而言，在自最大化(Sdf-Max)算法中，沒(méi)有考慮子帶選擇性的好壞，而隨機(jī)選擇一個(gè)用戶(hù)；在選擇子帶時(shí)未考慮CF，而按照信道質(zhì)量從高到低的順序，為用戶(hù)分配AU。Proportional-Fair(PF)算法(詳細(xì)內(nèi)容參見(jiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)4(Wengerter.C，Ohlhorst.J，vonElbwart,A.G.E,"FairnessandthroughputanalysisforgeneralizedproportionalfairfrequencyschedulinginOFDMA"，IEEEVehicularTechnologyConference,2005.VTC2005-SpringIEEE61stVol:3，1903-1卯7頁(yè)))和Water-Filling(WF)算法無(wú)法確?；緮?shù)據(jù)速率需求。以下是具體評(píng)估方法。首先，通過(guò)泊松過(guò)程(Poisonprocess)產(chǎn)生每個(gè)用戶(hù)的分組數(shù)目。通過(guò)設(shè)定泊松過(guò)程的平均值，得到用于表示各個(gè)用戶(hù)的到達(dá)分組數(shù)目的值。這里采用瑞利(Rayleigh)信道模型，SINR的概率密度函數(shù)(參見(jiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn)5(S.HwangandH.S.Cho，"ANovelChannelAllocationandSchedulingAlgorithminOFDMASystem",VehicularTechnologyConference,Fall2006IEEE64th.1-5頁(yè)))由等式(3)給出;(O二exp(-二),"0(5)此外，針對(duì)公平性比較，采用等式(4)定義數(shù)據(jù)速率公平性準(zhǔn)則&，其表示在給定時(shí)間間隔內(nèi)達(dá)到的數(shù)據(jù)速率，這等同于非專(zhuān)利文獻(xiàn)6(J,Park,S,Hwang，H.S.Cho,"APacketSchedulingSchemetoSupportReal-TimeTrafficinOFDMASystem",VTC2007-Spring.IEEE64th,2007年4月.2766-2770頁(yè))中采用的公平性準(zhǔn)則^&(AD2)(6)戶(hù)iy=i在仿真中，A(A7o是Ar^ooo幀中針對(duì)用戶(hù)j的平均數(shù)據(jù)速率。設(shè)定7^=0.35，CT=0.0001，整個(gè)頻譜分為N42個(gè)子帶，與時(shí)間軸上的K二5個(gè)時(shí)隙共同構(gòu)成一幀。BS具有P24個(gè)用戶(hù)，質(zhì)量反饋?zhàn)訋У臄?shù)目是N^2。對(duì)于24個(gè)用戶(hù)，用戶(hù)產(chǎn)生信道衰減的指數(shù)過(guò)程的平均值是{2，4，6,6,8,8，10,10,12,12，14,14,14，16,16,16,16,16,16，16，16，16，16，16}，基本數(shù)據(jù)速率需求設(shè)定為{1,1，1,1，1,1，2,2,2，2，2，2,2，6,6，6,6，6,6,6，6，6,6,6}。四種調(diào)度算法的性能如圖8(a)、(b)和(c)所示。如圖8(a)所示，PF的公平性最好，WF的公平性最差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他三種算法。MRCS與Self-Max的公平性開(kāi)始時(shí)基本相同，但隨著泊松過(guò)程的平均值增大，MRCS的公平性逐漸高于Sdf-Max。當(dāng)泊松過(guò)程的平均值等于10時(shí)，所有算法的公平性收斂于1，這是因?yàn)橄鄬?duì)于一幀中的資源(AU)而言，業(yè)務(wù)量很輕。如圖8(c)所示，由于引入了CF，避免了僅由一個(gè)用戶(hù)反饋的子帶可能無(wú)法分配給該用戶(hù)的情況，所以當(dāng)業(yè)務(wù)量很輕時(shí)，MRCS的吞吐量最大。當(dāng)泊松過(guò)程的平均值增加到大約50到70時(shí)，MRCS與Self-Max的吞吐量幾乎相等，而在業(yè)務(wù)量非常重時(shí)，WF能夠達(dá)到最大的系統(tǒng)容量，這是因?yàn)槊總€(gè)子帶最有可能分配給在該子帶上具有最佳信道質(zhì)量的用戶(hù)。由于PF著重關(guān)注用戶(hù)之間的公平性，當(dāng)用戶(hù)B在先前時(shí)間間隔中的傳輸速率低于用戶(hù)A時(shí)，為了兼顧公平性，對(duì)于用戶(hù)A而言較好的子帶可能被分配給用戶(hù)B。因此，PF的吞吐量最差，無(wú)法滿(mǎn)足最小數(shù)據(jù)速率的需求。圖8(b)示出了PF和WF即使在業(yè)務(wù)量較輕的情況下也可能無(wú)法確?；緮?shù)據(jù)速率需求，相反，MRCS與Sdf-Max能夠確保該基本數(shù)據(jù)速率需求，兩者發(fā)送分組數(shù)目低于基本需求的斷供概率幾乎為0。圖9(a)，(b)和(c)顯示了根據(jù)本發(fā)明的MRCS能夠在確?；緮?shù)據(jù)速率需求的同時(shí)，達(dá)到出色的系統(tǒng)吞吐量和類(lèi)似于PF的公平性，對(duì)于UGS和ErtPS(VoIP)等服務(wù)的實(shí)施而言，這將是非常有利的AMC模式下的調(diào)度算法。本發(fā)明提供的資源分配器和資源分配方法可以應(yīng)用于基于OFDMA的網(wǎng)絡(luò)中，并在相鄰子載波映射的模式下進(jìn)行操作。由于能夠?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)分集和頻率分集，本發(fā)明可以顯著降低系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，確保用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求得以滿(mǎn)足，同時(shí)達(dá)到較高的系統(tǒng)容量。本發(fā)明尤其適用于UGS和ErtPS(VoIP)等具有基本數(shù)據(jù)速率需求的服務(wù)。雖然參照實(shí)施例具體示出并描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的前提下可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的多種改變。權(quán)利要求1.一種資源分配器，位于基站BS中，用于向?qū)儆贐S的至少一個(gè)用戶(hù)分配資源，所述資源分配器包括用戶(hù)分類(lèi)模塊，用于根據(jù)所述至少一個(gè)用戶(hù)中每一個(gè)用戶(hù)向BS反饋的信道質(zhì)量信息，將所述用戶(hù)分入具有預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序的多個(gè)用戶(hù)集之一；基本需求分配模塊，用于按照所述多個(gè)用戶(hù)集的預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序，依次在每一個(gè)用戶(hù)集中進(jìn)行資源分配，以滿(mǎn)足所述用戶(hù)集中每一個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求；以及剩余資源分配模塊，用于根據(jù)基本需求分配模塊進(jìn)行分配之后的資源剩余情況和用戶(hù)剩余需求情況，確定剩余資源集和剩余用戶(hù)集，并針對(duì)所確定的剩余資源集和剩余用戶(hù)集進(jìn)行剩余資源分配，以增大系統(tǒng)吞吐量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源分配器，其中所述信道質(zhì)量信息包括針對(duì)所述用戶(hù)的多個(gè)子帶的信道質(zhì)量；用戶(hù)分類(lèi)模塊根據(jù)所述信道質(zhì)量，計(jì)算所述用戶(hù)的信道質(zhì)量差異，并將所計(jì)算的信道質(zhì)量差異與至少一個(gè)預(yù)定閾值相比較，以將所述用戶(hù)分入具有相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的用戶(hù)集中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的資源分配器，其中所述多個(gè)用戶(hù)集的預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序是，用戶(hù)的信道質(zhì)量差異越大，相應(yīng)用戶(hù)集的優(yōu)先級(jí)越高。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的資源分配器，其中子帶的信道質(zhì)量由所述子帶上的一個(gè)分配單元AU針對(duì)所述用戶(hù)而能夠承載的分組數(shù)目表示；所述分組數(shù)目是以調(diào)制和編碼方案MCS的最低等級(jí)為基準(zhǔn)的。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的資源分配器，其中所述信道質(zhì)量差異由子帶選擇性因子BSF表示；當(dāng)存在L個(gè)用戶(hù)并且整個(gè)頻譜分為N個(gè)子帶，L和N都是自然數(shù)，并且針對(duì)用戶(hù)j的子帶的數(shù)目為M時(shí)，用戶(hù)j的BSF定義為膨;=-力j是小于等于L的自然數(shù)，M是小于等于N的自然數(shù)，57=Z巧/M表示所述M個(gè)子帶的平均信道質(zhì)量，巧表示針對(duì)用戶(hù)j的、子帶n上的以調(diào)制和編碼方案MCS的最低等級(jí)為基準(zhǔn)的分組數(shù)目，n是小于等于N的自然數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的資源分配器，其中基本需求分配模塊在每一個(gè)用戶(hù)集中進(jìn)行資源分配時(shí)，隨機(jī)地逐個(gè)選擇所述用戶(hù)集中的用戶(hù)并向所選用戶(hù)分配資源，直到滿(mǎn)足所述用戶(hù)集中所有用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的資源分配器，其中基本需求分配模塊從針對(duì)所選用戶(hù)的多個(gè)子帶中選擇信道質(zhì)量最高的子帶，并將所選子帶上的資源分配給所選用戶(hù)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的資源分配器，其中如果所選子帶上的資源不足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求，則基本需求分配模塊按照信道質(zhì)量從高到低的順序，依次選擇所述多個(gè)子帶中的其他子帶，并將所選子帶上的資源分配給所選用戶(hù)，直到滿(mǎn)足所選用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。9，根據(jù)權(quán)利要求6所述的資源分配器，其中基本需求分配模塊計(jì)算所選用戶(hù)對(duì)其多個(gè)子帶中每一個(gè)的競(jìng)爭(zhēng)力，選擇競(jìng)爭(zhēng)力最大的子帶，并將所選子帶上的資源分配給所選用戶(hù)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的資源分配器，其中如果所選子帶上的資源不足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求，則基本需求分配模塊按照競(jìng)爭(zhēng)力從大到小的順序，依次選擇所述多個(gè)子帶中的其他子帶，并將所選子帶上的資源分配給所選用戶(hù)，直到滿(mǎn)足所選用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的資源分配器，其中競(jìng)爭(zhēng)力由競(jìng)爭(zhēng)因子CF表示，當(dāng)存在L個(gè)用戶(hù)并且整個(gè)頻譜分為N個(gè)子帶時(shí)，L和N都是自然數(shù)，用戶(hù)JQ針對(duì)子帶n的CF定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>jo是小于等于L的自然數(shù)，n是小于等于N的自然數(shù)，U表示用戶(hù)j。所屬的用戶(hù)集，R表示針對(duì)所述用戶(hù)集中所有用戶(hù)的子帶集，分子巧是針對(duì)用戶(hù)jo的、子帶n上的以調(diào)制和編碼方案MCS的最低等級(jí)為基準(zhǔn)的分組數(shù)目，分母表示所述用戶(hù)集中所有其他用戶(hù)選擇在子帶n上發(fā)送分組的概率，cr是遠(yuǎn)小于《的正數(shù)。12.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的資源分配器，其中剩余資源分配模塊從剩余資源集中隨機(jī)選擇一個(gè)子帶，根據(jù)所選子帶針對(duì)剩余用戶(hù)集中的所有用戶(hù)的信道質(zhì)量，從剩余用戶(hù)集中選擇具有最高信道質(zhì)量的用戶(hù)，并將所選子帶上的剩余資源分配給所選用戶(hù)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的資源分配器，其中如果所選子帶上的剩余資源不足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的剩余需求，剩余資源分配模塊則將所選子帶從剩余資源集中移除，并將所選用戶(hù)的剩余需求替換為此次分配之后的剩余需求。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的資源分配器，其中如果所選子帶上的剩余資源足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的剩余需求，剩余資源分配模塊則將所選用戶(hù)從剩余用戶(hù)集中移除，并按照信道質(zhì)量從高到低的順序，從剩余用戶(hù)集中選擇另一用戶(hù)。15.根據(jù)權(quán)利要求l或9所述的資源分配器，其中剩余資源分配模塊計(jì)算剩余用戶(hù)集中每一個(gè)用戶(hù)相對(duì)于剩余資源集中每一個(gè)子帶的競(jìng)爭(zhēng)力，選擇具有最大競(jìng)爭(zhēng)力的用戶(hù)和子帶，并將所選子帶上的剩余資源分配給所選用戶(hù)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的資源分配器，其中如果所選子帶上的剩余資源不足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的剩余需求，剩余資源分配模塊則將所選子帶從剩余資源集中移除，并將所選用戶(hù)的剩余需求替換為此次分配之后的剩余需求。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的資源分配器，其中如果所選子帶上的剩余資源足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的剩余需求，則將所選用戶(hù)從剩余用戶(hù)集中移除，然后計(jì)算當(dāng)前剩余用戶(hù)集中每一個(gè)用戶(hù)相對(duì)于當(dāng)前剩余資源集中每一個(gè)子帶的競(jìng)爭(zhēng)力，選擇具有最大競(jìng)爭(zhēng)力的用戶(hù)和子帶，并將所選子帶上的剩余資源分配給所選用戶(hù)。18.根據(jù)權(quán)利要求13、14、16和17中任一項(xiàng)所述的資源分配器，g巾剩余資源分配模塊進(jìn)行剩余資源分配，直到剩余資源集或剩余用戶(hù)集為空為止。19.一種BS中的資源分配方法，用于向?qū)儆贐S的至少一個(gè)用戶(hù)分配資源，所述資源分配方法包括用戶(hù)分類(lèi)步驟，根據(jù)所述至少一個(gè)用戶(hù)中每一個(gè)用戶(hù)向BS反饋的信道質(zhì)量信息，將所述用戶(hù)分入具有預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序的多個(gè)用戶(hù)集之一；基本需求分配步驟，按照所述多個(gè)用戶(hù)集的預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序，依次在每一個(gè)用戶(hù)集中進(jìn)行資源分配，以滿(mǎn)足所述用戶(hù)集中每一個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求；以及剩余資源分配步驟，根據(jù)基本需求分配步驟之后的資源剩余情況和用戶(hù)剩余需求情況，確定剩余資源集和剩余用戶(hù)集，并針對(duì)所確定的剩余資源集和剩余用戶(hù)集進(jìn)行剩余資源分配，以增大系統(tǒng)吞吐量。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的資源分配方法，其中所述信道質(zhì)量信息包括針對(duì)所述用戶(hù)的多個(gè)子帶的信道質(zhì)量；在用戶(hù)分類(lèi)步驟中，根據(jù)所述信道質(zhì)量，計(jì)算所述用戶(hù)的信道質(zhì)量差異，并將所計(jì)算的信道質(zhì)量差異與至少一個(gè)預(yù)定閾值相比較，以將所述用戶(hù)分入具有相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的用戶(hù)集中。21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的資源分配方法，其中所述多個(gè)用戶(hù)集的預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序是，用戶(hù)的信道質(zhì)量差異越大，相應(yīng)用戶(hù)集的優(yōu)先級(jí)越高。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的資源分配方法，其中子帶的信道質(zhì)量由所述子帶上的一個(gè)分配單元AU針對(duì)所述用戶(hù)而能夠承載的分組數(shù)目表示；所述分組數(shù)目是以調(diào)制和編碼方案MCS的最低等級(jí)為基準(zhǔn)的。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的資源分配方法，其中所述信道質(zhì)量差異由子帶選擇性因子BSF表示；當(dāng)存在L個(gè)用戶(hù)并且整個(gè)頻譜分為N個(gè)子帶，L和N都是自然數(shù)，并且針對(duì)用戶(hù)j的子帶的數(shù)目為M時(shí)，用戶(hù)j的BSF定義為j是小于等于L的自然數(shù)，M是小于等于N的自然數(shù)，巧=Z巧/M表示所述M個(gè)子帶的平均信道質(zhì)量，巧表示針對(duì)用戶(hù)j的、子帶n上的以調(diào)制和編碼方案MCS的最低等級(jí)為基準(zhǔn)的分組數(shù)目，n是小于等于N的自然數(shù)。24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的資源分配方法，其中在基本需求分配步驟，在每一個(gè)用戶(hù)集中進(jìn)行資源分配時(shí)，隨機(jī)地逐個(gè)選擇所述用戶(hù)集中的用戶(hù)并向所選用戶(hù)分配資源，直到滿(mǎn)足所述用戶(hù)集中所有用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的資源分配方法，其中在基本需求分配步驟，從針對(duì)所選用戶(hù)的多個(gè)子帶中選擇信道質(zhì)量最高的子帶，并將所選子帶上的資源分配給所選用戶(hù)。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的資源分配方法，其中如果所選子帶上的資源不足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求，則按照信道質(zhì)量從高到低的順序，依次選擇所述多個(gè)子帶中的其他子帶，并將所選子帶上的資源分配給所選用戶(hù)，直到滿(mǎn)足所選用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的資源分配方法，其中在基本需求分配步驟，計(jì)算所選用戶(hù)對(duì)其多個(gè)子帶中每一個(gè)的競(jìng)爭(zhēng)力，選擇競(jìng)爭(zhēng)力最大的子帶，并將所選子帶上的資源分配給所選用戶(hù)。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的資源分配方法，其中如果所選子帶上的資源不足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求，則按照競(jìng)爭(zhēng)力從大到小的順序，依次選擇所述多個(gè)子帶中的其他子帶，并將所選子帶上的資源分配給所選用戶(hù)，直到滿(mǎn)足所選用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求為止。29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的資源分配方法，其中競(jìng)爭(zhēng)力由競(jìng)爭(zhēng)因子CF表示，當(dāng)存在L個(gè)用戶(hù)并且整個(gè)頻譜分為N個(gè)子帶時(shí)，L和N都是自然數(shù)，用戶(hù)j。針對(duì)子帶n的CF定義為C尸=-——力oe[/，n"jo是小于等于L的自然數(shù)，n是小于等于N的自然數(shù)，U表示用戶(hù)jo所屬的用戶(hù)集，R表示針對(duì)所述用戶(hù)集中所有用戶(hù)的子帶集，分子《。是針對(duì)用戶(hù)jo的、子帶n上的以調(diào)制和編碼方案MCS的最低等級(jí)為基準(zhǔn)的分組數(shù)目，分母表示所述用戶(hù)集中所有其他用戶(hù)選擇在子帶n上發(fā)送分組的概率，"是遠(yuǎn)小于《的正數(shù)。30.根據(jù)權(quán)利要求19或21所述的資源分配方法，其中在剩余資源分配步驟，從剩余資源集中隨機(jī)選擇一個(gè)子帶，根據(jù)所選子帶針對(duì)剩余用戶(hù)集中的所有用戶(hù)的信道質(zhì)量，從剩余用戶(hù)集中選擇具有最高信道質(zhì)量的用戶(hù)，并將所選子帶上的剩余資源分配給所選用戶(hù)。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的資源分配方法，其中如果所選子帶上的剩余資源不足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的剩余需求，則將所選子帶從剩余資源集中移除，并將所選用戶(hù)的剩余需求替換為此次分配之后的剩余需求。32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的資源分配方法，其中如果所選子帶上的剩余資源足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的剩余需求，則將所選用戶(hù)從剩余用戶(hù)集中移除，并按照信道質(zhì)量從高到低的順序，從剩余用戶(hù)集中選擇另一用戶(hù)。33.根據(jù)權(quán)利要求19或27所述的資源分配方法，其中在剩余資源分配步驟，計(jì)算剩余用戶(hù)集中每一個(gè)用戶(hù)相對(duì)于剩余資源集中每一個(gè)子帶的競(jìng)爭(zhēng)力，選擇具有最大競(jìng)爭(zhēng)力的用戶(hù)和子帶，并將所選子帶上的剩余資源分配給所選用戶(hù)。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的資源分配方法，其中如果所選子帶上的剩余資源不足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的剩余需求，則將所選子帶從剩余資源集中移除，并將所選用戶(hù)的剩余需求替換為此次分配之后的剩余需求。35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的資源分配方法，其中如果所選子帶上的剩余資源足以滿(mǎn)足所選用戶(hù)的剩余需求，則將所選用戶(hù)從剩余用戶(hù)集中移除，然后計(jì)算當(dāng)前剩余用戶(hù)集中每一個(gè)用戶(hù)相對(duì)于當(dāng)前剩余資源集中每一個(gè)子帶的競(jìng)爭(zhēng)力，選擇具有最大競(jìng)爭(zhēng)力的用戶(hù)和子帶，并將所選子帶上的剩余資源分配給所選用戶(hù)。36.根據(jù)權(quán)利要求21、22、34和35中任一項(xiàng)所述的資源分配方法，其中在剩余資源分配步驟進(jìn)行剩余資源分配，直到剩余資源集或剩余用戶(hù)集為空為止。全文摘要公開(kāi)了一種BS中的資源分配器及其分配方法，用于向?qū)儆贐S的多個(gè)用戶(hù)分配資源。該資源分配器包括用戶(hù)分類(lèi)模塊，用于根據(jù)每一個(gè)用戶(hù)向BS反饋的信道質(zhì)量信息，將該用戶(hù)分入具有預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序的多個(gè)用戶(hù)集之一；基本需求分配模塊，用于按照預(yù)定優(yōu)先級(jí)順序，依次在每一個(gè)用戶(hù)集中進(jìn)行資源分配，滿(mǎn)足每一個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求；以及剩余資源分配模塊，用于根據(jù)資源剩余情況和用戶(hù)剩余需求情況，確定剩余資源集和剩余用戶(hù)集，進(jìn)行剩余資源分配，以增大系統(tǒng)吞吐量。利用上述方法和結(jié)構(gòu)，能夠找到最優(yōu)用戶(hù)-子帶對(duì)，滿(mǎn)足各個(gè)用戶(hù)的基本數(shù)據(jù)速率需求，增大系統(tǒng)容量并減少UCD/DCD和UL_MAP/DL_MAP中的字節(jié)開(kāi)銷(xiāo)。文檔編號(hào)H04W72/08GK101534559SQ20081008386公開(kāi)日2009年9月16日申請(qǐng)日期2008年3月11日優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日發(fā)明者焦文華,蔡凌鶴申請(qǐng)人:朗訊科技公司