CN1829131A - 正交频分复用无线多媒体***中的资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种多用户单/多天线OFDM无线多媒体***的资源分配方法。先为用户分配传输视频的载波，其余载波用于传输话音，解决所有载波传输话音时***带宽资源耗费问题；在传送话音的载波内采用时分复用方式，以进一步减小带宽耗费；在分配给话音的载波内，采用跳频方案抑制其他小区的干扰；针对多媒体业务的特征，资源分配时，找到用户的最大信道噪声比的载波，并把该载波分配给用户；然后，根据用户的速率和误比特率要求，计算并给每个用户分配功率，以满足业务的要求。

Description

正交频分复用无线多媒体***中的资源分配方法

技术领域

本发明涉及利用正交频分复用(OFDM)***传送无线多媒体业务时的资源分配方法。

背景技术

随着无线网络、多媒体技术和因特网的逐渐融合，人们对无线通信业务的类型和质量的要求越来越高。为满足无线多媒体和高速率数据传输的要求，需要开发新一代无线通信***。新一代无线***中，从物理层、媒体接入控制层到网络层，将广泛采用一些新技术，如正交频分复用(OFDM)、多天线输入和输出(MIMO)等。

OFDM在频域把信道分成许多正交子信道，整个宽带频率选择性信道被分成相对平坦的子信道，同时，在每个OFDM符号间***循环前缀(CP)作为保护间隔，大大减小了符号间干扰(IST)。由于OFDM具有抗多径能力强等优点，普遍认为它是新一代无线传输链路的关键技术。

MIMO***是指在发送和接收端使用多元天线阵列，它能显著提高***容量(频谱效率)和无线传输链路质量(误比特率)。利用MTMO技术提高***容量和传输质量的方式包括两类：空分复用(SM)和空间分集(SD)。作为面向新一代无线信息网络而提出的MIMO与OFDM相结合的MIMO OFDM传输技术也受到广泛关注。MIMO与OFDM相结合的MIMO OFDM技术具有两者的优点，它既通过OFDM调制把频率选择性MTMO衰落信道分解成一组并行平坦衰落信道，又利用MIMO提高了***容量，适用于传输高质量的多媒体业务。

众所周知，实用化的无线***必须支持多用户通信。因此，无论是一般的OFDM***，还是多天线的OFDM***，均需具有支持多用户接入的能力。多用户OFDM允许多个用户共享一个OFDM符号。现有的固定信道分配方式，如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)以及空分多址(SDMA)均可用于多用户OFDM***，它们分别分配不同的时隙、频率、码等资源给每个用户。

FDMA应用于OFDM称为正交频分多址(OFDMA)，它在每个OFDM符号内，为每个用户分配所有载波中的一部分子载波。当发射机未知每个用户的信道状态信息(CSI)时，可以为每个用户任意分配一组子载波。而当发射机已知用户的信道响应时，发射端根据信道状态信息自适应分配子载波给用户，获得比对每个用户任意分配子载波更好的性能。当OFDMA应用于上行时，所有接入用户可以在小功率放大器下工作和为用户动态分配带宽。当它应用于下行时，对多个用户并行发射数据，可通过调整子载波下行发射功率控制链路质量。与TDMA相比，OFDMA优点是可动态分配载波，对脉冲噪声和干扰有很强的鲁棒性。目前，OFDMA已被IEEE 802.16等通信标准所采用。

OFDMA***传输多媒体业务时，存在一些问题需待解决。无线多媒体业务主要包括话音和视频业务，两类业务具有不同的业务特征和业务要求，如视频业务要求低的误比特率，而话音业务允许一定时延。一般的OFDM***中，无论对话音(音频)、视频业务，均采用了每个OFDM符号的所有载波来传送。然而，对话音业务而言，若利用全部OFDM载波传送该业务，则其带宽远高于传送话音业务的带宽需求，这浪费了***资源。如IEEE802.11a和Hiperlan/2标准中，每个载波带宽为20MHz/64＝312.5KHz，这高于话音传输要求带宽。为减小带宽资源耗费，需增加载波数(IDFT点数)，但提高了***复杂度。因此，本发明提出一种资源管理方法以解决该问题。

参考文献列表：

[1]G.J.Foschini、M.J.Gans发表在Wireless PersonalCommunications，19986(3)第311～315页上的题为“On limits ofwireless communications in fading environment when usingmultiple antennas”的文章。

[2]V.Tarokh、N.Scshadri、A.R.Calderband发表在IEEE Trans.On IT，1998 44(2)第744～765页上的题为“Space-time codes for highdata rate wireless communication：Performance critierion andcode construction”的文章。

[3]E.Lawrey发表在Proc.International Symposium onSignal Processing and its Applications第761～764页上的题为“Multiuser OFDM”的文章。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多用户单/多天线正交频分复用***传送无线多媒体业务时的资源分配方法。

多媒体通信中，用户的通信业务是包括话音(音频)和视频的多媒体业务。当用户通信时，若利用OFDM符号的所有载波传送话音业务，则其带宽远高于传送话音业务的带宽需求，这浪费了***资源。为解决此问题，本发明提出的方案中，先为用户分配传输视频的载波，其余的载波用于传输话音，这不同于与一般的OFDM无线多媒体传输方式。一般的***中，在某一时刻，OFDM符号的所有载波均用于传输单独的话音或视频业务。采用这种载波分配方式，可以解决所有载波传输话音时***带宽资源耗费问题。

为进一步减低带宽耗费，本发明在传送话音的OFDM载波内采用时分复用(TDM)方式。考虑到多小区环境下，为抑制其他小区的干扰，对分配给话音的载波，采用跳频(FH)方案，每个小区可采用其特定的载波频率跳变方式，以抗小区间干扰。

考虑到话音和视频业务有不同的业务特征和业务要求，如话音业务要求实时性强，视频业务要求低的误比特率，进而提出合理的资源分配方案。针对视频业务的特征，其资源分配的目标是在一定误比特率、功率等约束条件下，使***吞吐量最高。本发明中，解决该问题的方法是找到用户的最大信道噪声比的载波，并把该载波分配给用户；然后，根据用户的速率和误比特率要求，计算并向每个用户分配功率。

定义***有N_tot个载波和K个用户接入，每个载波只能被一个用户利用，给用户k分配的载波数为N^(k)，为用户分配N^(k)个用于传输视频业务的载波，其余的 $N^{\left(k\right)}-N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}=N_{\mathrm{voice}}^{\left(k\right)}$ 个载波用于传输音频业务，

其中所述视频载波分配步骤在于：

(1)对任意的用户k∈[1，K]，载波 $n\∈[1,N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}],$ 未给用户k分配载波n；定义待分配的载波集合为 $N=\left[\begin{array}{cccc}1& 2& \·\·\·& \underset{k}{\mathrm{\Σ}}{N}_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}\end{array}\right]$

(2)计数初始化步骤，用户初始化计数k＝1，分配给用户k的载波初始化计数i＝0；

(3)计算步骤，在集合N＝范围内，计算各载波信道噪声比，比较并获得最高信道噪声比的载波n；

(4)分配步骤，分配载波n给用户k传输视频业务；

(5)载波集合更新步骤，更新载波集合，即从总载波集中减去已分配的载波N＝N-{n}；

(6)用户载波集合更新步骤，更新分配给用户k载波计数i＝i+1；

(7)判断步骤，若i不大于N_video ^(k)，则转计算步骤在下一时隙对用户k分配载波；否则，转下一步处理；

(8)用户更新步骤，更新用户计数k＝k+1；

(9)判断步骤，若k不大于K，则转计算步骤继续处理；否则，结束。

话音(音频)业务的特征是其要求的传输速率较低，且一般保持不变。为使***实现的复杂度低，对话音业务的资源分配采用与视频业务相同的载波、功率分配方法。与视频载波分配相比，不同之处在于载波集合为音频载波集。具体地，载波分配步骤为：

(1)对任意的用户k∈[1，K]，载波 $n\∈[1,N_{\mathrm{voice}}^{\left(k\right)}],$ 未给用户k分配载波n；定义待分配的载波集合为 $N=\left[\begin{array}{cccc}1& 2& \·\·\·& \underset{k}{\mathrm{\Σ}}{N}_{\mathrm{voice}}^{\left(k\right)}\end{array}\right]$

(2)计数初始化步骤，用户初始化计数k＝1，分配给用户k的载波初始化计数i＝0；

(3)计算步骤，在集合N＝范围内，计算各载波信道噪声比，比较并获得最高信道噪声比的载波n；

(4)分配步骤，分配载波n给用户k传输视频业务；

(5)载波集合更新步骤，更新载波集合，即从总载波集中减去已分配的载波N＝N-{n}；

(6)用户载波集合更新步骤，更新分配给用户k载波计数i＝i+1；

(7)判断步骤，若i不大于N_voice ^(k)，则转计算步骤在下一时隙对用户k分配载波；否则，转下一步处理；

(8)用户更新步骤，更新用户计数k＝k+1；

(9)判断步骤，若k不大于K，则转计算步骤继续处理；否则，结束。

功率分配时，对每个用户的音、视频载波均采用相同的分配方法。根据要求的误比特率、传输速率，和分配的载波，计算出用户的接收信号噪声比；再根据信道估值，计算得到配给用户每个载波的功率。为使实现简单，可在每个用户的载波分配完成之后，进行功率分配步骤。

对于多天线OFDM***，考虑采用空分复用工作模式的MIMO OFDM***的下行链路。当接收端利用反馈信道把信道状态信息返送到发送端后，对信道矩阵进行特征值(SVD)分解可以把MIMO信道分解成并行独立的多个单输入单输出(SISO)信道。这样，可以把前述单天线OFDM***的资源分配方法应用到多天线OFDM***中，此时待分配载波数为单天线时的载波数与发射天线数之积，对该算法的流程和描述如前述内容，不再赘述。

概括起来，本发明提出的资源分配方案及其效果主要包括以下几方面：

·先为用户分配传输视频的载波，其余的载波用于传输话音，解决了所有载波传输话音时***带宽资源耗费问题。

·在传送话音的OFDM载波内采用时分复用(TDM)方式，进一步减低了带宽耗费。

·在分配给话音的载波内，采用跳频方案，可抑制其他小区的干扰。

·针对多媒体业务的特征，资源分配时，找到用户的最大信道噪声比的载波，并把该载波分配给用户；然后，根据用户的速率和误比特率要求，计算并给每个用户分配功率。这样，可以满足业务的要求。

附图说明

下面，将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述，其中：

图1示出了多用户单天线OFDM***；

图2示出了载波分配示例；

图3是用于解释多小区干扰的示意图；

图4示出了跳频示例；

图5示出了根据本发明实施例的视频业务资源分配流程；

图6示出了根据本发明实施例的载波分配流程；以及

图7示出了多用户多天线OFDM***。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作具体说明。应该指出，所描述的实施例仅是为了说明的目的，而不是对本发明范围的限制。

将针对单天线OFDM和多天线OFDM两类不同***，分别讨论其资源分配方法。

实施例1：单天线OFDM***

根据本发明的支持多媒体业务的多用户OFDM***如图1所示。

在发送端，采用编码器101对多个用户的输入比特流进行信道编码以抗噪声；采用交织器102对编码输出进行交织处理以降低比特流相关性；采用调制器103将交织器输出的比特流调制为符号流；***导频模块104完成在发送符号流中***用于定时、信道估计的导频序列；采用IDFT处理器105对调制符号流作N_c点逆离散傅氏变换(IDFT)；CP模块106对IDFT处理后的符号流加入循环前缀(CP)；射频(RF)链107把基带符号经载波调制后通过天线端108发射到信道。

在接收端，RX模块111～111’把天线110～110’接收到的载波信号下变频为基带符号；移除CP模块112～112’把OFDM符号的循环前缀删除；DFT模块113～113’进行N_c点离散傅氏变换(DFT)；信道估计模块114～114’利用发送的导频序列估计出信道增益，并利用反馈信道把估计结果反馈到发送端载波选择模块；DFT变换后的信号经解跳115～115’、解调116～116’、解交织117～117’、译码118～118’后恢复信息比特流。

发送端载波分配模块109根据每个用户的接收信噪比等信息为视频、话音业务分配载波，其中对传送话音的载波进行跳频扩频，并把分配结果送到发射端IDFT模块105，在这些模块内根据载波分配信息形成OFDM符号。

设***有N_tot个载波和K个用户接入，每个载波只能被一个用户利用。给用户k分配的载波数为N，用户的通信业务为包括话音和视频的多媒体业务。当用户通信时，若利用OFDM符号的所有载波传送话音业务，则其带宽远高于传送话音业务的带宽需求，这浪费了***资源。

为解决此问题，本发明提出了一种方案，它先为用户分配N_video个传输视频的载波，其余的N-N_video＝N_voice个载波用于传输话音，如图2(b)所示，这与一般的OFDM无线多媒体传输方式不同。在一般的***中，没有把OFDM的载波分为传送视频的载波和传送话音的载波；某一时刻，OFDM符号的所有载波均用于传输单独的话音或视频业务，如图2(a)所示。通过本发明所提出的载波分配方式，可以解决所有载波传输话音时的***带宽资源耗费问题。

同时，为进一步减低带宽耗费，本发明在传送话音的OFDM载波内采用时分复用(TDM)方式。并考虑到多小区环境下，为抑制其他小区的干扰，如图3所示，对分配给话音的载波，采用跳频(FH)方案，FH可以获得干扰分集和频率分集效果。

把这些载波按频率由低到高加以标记，不失一般性，设为 $f_1<f_2<\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;f_{K_{\mathrm{voise}}-1}<f_{K_{\mathrm{voise}}}.$ 单个用户信息的跳频可通过以下方式实现：若某一时隙传送该用户信息的载波为f₅，则下一个时隙传送该用户信息的载波跳变到f₄，依此类推。每个小区可采用其特定的载波频率跳变方式，以抵抗小区间干扰。一种频率跳变示例如图4所示，用户的载波频率呈阶梯状跳变。该图示出了在传输话音的载波内进行TDM与FH相结合的工作原理。在每个时隙内，用五个载波传输五个用户的话音，分别用不同图案表示；相邻的时隙内，通过FH方式使得传送用户话音业务的载波发生阶梯跳变。这样，实现了OFDMA、TDM和FH的有益结合。

考虑到话音和视频业务有不同的业务特征和业务要求，如话音业务要求实时性强，而视频业务要求低的误比特率，下面分别讨论其资源分配方法。先作以下定义：

***有N_tot个载波和K个用户接入，每个载波只能被一个用户利用，给用户k分配的载波数为N^(k)，为用户分配N^(k)个用于传输视频业务的载波，其余的 $N^{\left(k\right)}-N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}=N_{\mathrm{voice}}^{\left(k\right)}$ 个载波用于传输音频业务，

(A)用户k的第n个载波的信道噪声比为 $H_{k,n}=\frac{h_{k,n}^2}{N_{0}B/N},$ 其中h_k，n为用户k的第n个载波的信道增益，N₀为白高斯噪声功率谱密度，B为信道带宽，噪声功率σ²＝N₀B/N；若分配给用户k的第n个载波的功率为p_k，n，则该用户的接收信号噪声比为SNR_k，n＝p_k，nH_k，n，p_k，n满足总功率约束 $\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{k,n}\&le;P_{\mathrm{tot}},$ P_tot为总功率；

(B)采用方形MQAM调制，其误比特率(BER)与用户的接收信号噪声比的近似函数关系为 $\mathrm{BER}\&ap;0.2\exp \left[\frac{-1.6\mathrm{SN}{R}_{k,n}}{2^{r_{k,n}}-1}\right];$ 以及

(C)由定义(B)知用户k的第n个载波的速率为 $r_{k,n}={\log }_2(1+\frac{{\mathrm{SNR}}_{k,n}}{\mathrm{\&Gamma;}}),$ 其中Γ＝-ln(5BER)/1.6；用户k的速率为 $R_k=\underset{n=1}{\overset{N^{\left(k\right)}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{B}{N^{\left(k\right)}}{\mathrm{\&rho;}}_{k,n}{r}_{k,n},$ N^(k)为分配给用户k的载波数，ρ_k，n∈[0，1]表示其取值仅为1或0，取决于载波n是否被分配给用户k，如果载波n被分配给用户k，则ρ_k，n＝1，否则ρ_k，n＝0；***的吞吐量为 $R=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_k;$

针对视频业务的特征，其资源分配的目标是在一定误比特率、功率等约束条件下，使***吞吐量, $\max \underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{n=1}{\overset{N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{B}{N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}}{\mathrm{\&rho;}}_{k,n}{\log }_2(1+\frac{{\mathrm{SNR}}_{k,n}}{\mathrm{\&Gamma;}})$ 最高，同时满足以下约束条件： $1)\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{n=1}{\overset{N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{k,n}\&le;P_{\mathrm{tot}}^{\left(\mathrm{video}\right)};$ 2)ρ_k，n∈[0，1]；3)BER≤BER_req。

其中，N_k ^(video)为分配给用户k视频业务的载波数，P_tot ^(video)为视频载波的总功率，BER_req为要求误比特率。

解决该问题的一种方法是找到用户的最大信道噪声比的载波，并把该载波分配给用户；同时，根据用户的速率和误比特率要求，利用定义(B)、(C)中的公式计算出分配给每个用户的功率，如图5。其中，载波分配算法如图6所示，步骤如下：

S601，对任意的用户k∈[1，K]，载波 $n\&Element;[1,N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}],$ 未给用户k分配载波n；定义待分配的载波集合为 $N=\left[\begin{array}{cccc}1& 2& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& \underset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}{N}_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}\end{array}\right]$

S602，计数初始化步骤，用户初始化计数k＝1，分配给用户k的载波初始化计数i＝0；

S603，计算步骤，在集合N＝范围内，计算各载波信道噪声比，比较并获得最高信道噪声比的载波n；

S604，分配步骤，分配载波n给用户k传输视频业务；

S605，载波集合更新步骤，更新载波集合，即从总载波集中减去已分配的载波N＝N-{n}；

S606，用户k载波集合更新步骤，更新分配给用户k载波计数i＝i+1；

S607，判断步骤，若i不大于N_video ^(k)，则转到计算步骤，在下一时隙对用户k分配载波；否则，转到下一步处理；

S608，用户更新步骤，更新用户计数k＝k+1；

S609，判断步骤，若k不大于K，则转到计算步骤继续处理；否则，结束。

话音(音频)业务的特征是其要求的传输速率较低，且一般保持不变。相对来说，其资源分配的要求，较之视频业务低，为使***实现的复杂度低，本发明中，对话音业务的资源分配采用与视频业务相同的分配方法，与视频载波分配相比，不同之处在于载波集合为音频载波集。话音业务的功率分配步骤与视频业务相同，不再重述。

获得分配给每个用户的载波后，需要对各载波进行功率分配。功率分配时，首先，根据要求的误比特率和传输速率，由公式 $\mathrm{BER}\&ap;0.2\exp \left[\frac{-1.6{\mathrm{SNR}}_{k,n}}{2^{r_{k,n}}-1}\right]$ 计算出用户的接收信号噪声比为SNR_k，n；然后，根据信道估值和公式SNR_k，n＝p_k，nH_k，n，计算得到分配给用户k的每个载波的功率。

实施例2：多天线OFDM

考虑采用空分复用工作模式的MIMO OFDM***的下行链路(广播信道)，发送端(基站BS)安装N_T幅天线，在每个用户接收端安装N_R幅天线。

根据本发明的MTMO OFDM***的实施例如图7所示。

在发送端，输入比特流经串/并变换701后复用到每根发射天线端；对每根天线支路端的比特流，采用编码器702～702’对输入比特流进行信道编码以抗噪声；采用交织器703～703’对编码输出进行交织处理以降低比特流相关性；采用调制器704～704’将交织器输出的比特流调制为符号流；***导频模块705～705’完成在发送符号流中***用于定时、信道估计的导频序列；采用IDFT处理器706～706’对调制符号流作N_c点逆离散傅氏变换；CP模块707～707’对IDFT处理后的符号流加入循环前缀；预滤波(发射滤波)器708对多天线发送信号预处理后，射频链709～709’把基带符号经载波调制后通过天线710～710’发射到信道。

在接收端，RX模块713～713’、720～720’把从天线端712～712’、720～720’接收到的载波信号下变频为基带符号；同步模块714、722完成帧同步、跟踪；接收滤波器715、723的功能与预滤波器相对应，补偿接收信号；移除CP模块716～716’、724～724’把OFDM符号的循环前缀删除；DFT模块717～717’、725～725’进行N_c点离散傅氏变换；信道估计718、726模块利用发送的导频序列估计出信道增益，并利用反馈信道把估计结果反馈到发送端载波选择模块；DFT变换后的信号经解跳、解调、解交织、译码719、727后恢复信息比特流。

发送端载波分配模块711根据每个用户的接收信噪比等信息为视频、话音业务分配载波，其中对传送话音的载波进行跳频扩频，并把分配结果送到发射端IDFT模块706～706’，在这些模块内根据载波分配信息形成OFDM符号。

空分复用工作模式的MIMO***的主要优势是能获得高的信道容量(频谱效率)。对空分复用多天线***，设发射信号为x，预滤波后为 x＝Vx，经信道H传输后的信号为 y＝H x+ w＝HVx+ w，接收滤波后信号向量y，且y＝U^H y＝U^H(HVx+ w)，其中U为发射预滤波阵和V为接收滤波阵，上标“T”表示转置，上标“H”表示矩阵的Hermite转置，信道矩阵

其中元素h_ij为发射天线i到接收天线j的信道衰落系数。当接收端利用反馈信道把信道状态信息返送到发送端后，对信道矩阵进行特征值(SVD)分解，得到H＝UΛV^H，酉阵U、V满足UU^H＝I，VV^H＝I；对角阵Λ＝diag(λ₁λ₂…λ_k)，λ₁＞λ₂＞…＞λ_k为H的特征值，故接收滤波输出y＝U^H(UΛV^H)(Vx)+U^H w＝Λx+w，式中w为噪声。可见，通过特征值分解，可以把MIMO信道分解成并行独立的多个单输入单输出(SISO)信道，分解得到的并行子信道个数等于H中非零特征值的个数。这样，可以把前述单天线OFDM***的资源分配方法应用到多天线OFDM***中，对该算法的流程和描述见实施例1，这里不再赘述。

尽管已经针对典型实施例示出和描述了本发明，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其他的改变、替换和添加。因此，本发明不应该被理解为被局限于上述特定实例，而应当由所附权利要求所限定。

Claims (10)

1、一种多用户正交频分复用无线多媒体***中的资源分配方法，包括：

视频载波分配步骤，针对多个用户中的每一个，在特定时刻，依次将对所述一个用户具有最大信道噪声比的、用于传输视频业务的载波分配给所述用户；；

音频载波分配步骤，将用于传输音频业务的载波分配给每个用户；以及

功率分配步骤，根据各个用户的速率、误比特率要求和分配给各个用户的音、视频载波数，计算要分配给各个用户的功率，并将所计算出的功率分配给每个用户。

2、根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于针对用于传输音频业务的载波，采用时分复用方式。

3、根据权利要求1或2所述的资源分配方法，其特征在于在音频载波中，采用跳频方案抗多小区干扰。

4、根据权利要求1或2所述的资源分配方法，其特征在于在所述音频载波分配步骤中，针对多个用户中的每一个，在特定时刻，依次将对所述一个用户具有最大信道噪声比的、用于传输音频业务的载波分配给所述用户；。

5、根据权利要求1或2所述的资源分配方法，其特征在于包括定义以下参数的步骤：

***有N_tot个载波和K个用户接入，每个载波只能被一个用户利用，给用户k分配的载波数为N^(k)，为用户分配N_video ^(k)个用于传输视频业务的载波，其余的 $N^{\left(k\right)}-N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}=N_{\mathrm{voice}}^{\left(k\right)}$ 个载波用于传输音频业务，

(A)用户k的第n个载波的信道噪声比为 $H_{k,n}=\frac{h_{k,n}^2}{N_{0}B/N},$ 其中h_k，n为用户k的第n个载波的信道增益，N₀为白高斯噪声功率谱密度，B为信道带宽，噪声功率σ²＝N₀B/N；若分配给用户k的第n个载波的功率为p_k，n，则该用户的接收信号噪声比为SNR_k，n＝p_k，nH_k，n，p_k，n满足总功率约束 $\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{k,n}\&le;P_{\mathrm{tot}},$ P_tot为总功率；

(B)采用方形MQAM调制，其误比特率(BER)与用户的接收信号噪声比的近似函数关系为 $\mathrm{BER}\&ap;0.2\exp \left[\frac{-1.6{\mathrm{SNR}}_{k,n}}{2^{r_{k,n}}-1}\right];$ 以及

(C)由定义(B)知用户k的第n个载波的速率为 $r_{k,n}={\log }_2(1+\frac{{\mathrm{SNR}}_{k,n}}{\mathrm{\&Gamma;}}),$ 其中Г＝-ln(5BER)/1.6；用户k的速率为 $R_k=\underset{n=1}{\overset{N^{\left(k\right)}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\frac{B}{N^{\left(k\right)}}{\mathrm{\&rho;}}_{k,n}{r}_{k,n},$ N^(k)为分配给用户k的载波数，ρ_k，n∈[0，1]表示其取值仅为1或0，取决于载波n是否被分配给用户k，如果载波n被分配给用户k，则ρ_k，n＝1，否则ρ_k，n＝0；***的吞吐量为 $R=\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{R}_k;$

其中所述视频载波分配步骤包括：

初始化步骤，对任意的用户k∈[1，K]，载波 $n\&Element;[1,N_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}],$ 未给用户k分配载波n；定义待分配的载波集合为 $N=\left[\begin{array}{cccc}1& 2& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& \underset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}{N}_{\mathrm{video}}^{\left(k\right)}\end{array}\right];$

计数初始化步骤，用户初始化计数k＝1，分配给用户k的载波初始化计数i＝0；

计算步骤，在集合N＝范围内，计算各载波信道噪声比，比较并获得最高信道噪声比的载波n；

分配步骤，分配载波n给用户k传输视频业务；

载波集合更新步骤，更新载波集合，即从总载波集中减去已分配的载波N＝N-{n}；

用户载波集合更新步骤，更新分配给用户k的载波计数i＝i+1；

判断步骤，若i不大于N_video ^(k)。，则转到计算步骤在下一时隙对用户k分配载波；否则，转到下一步处理；

用户更新步骤，更新用户计数k＝k+1；

判断步骤，若k不大于K，则转计算步骤继续处理；否则，结束。

6、根据权利要求5所述的资源分配方法，其特征在于所述功率分配步骤包括：

根据要求的误比特率和传输速率，由公式 $\mathrm{BER}\&ap;0.2\exp \left[\frac{-1.6{\mathrm{SNR}}_{k,n}}{2^{r_{k,n}}-1}\right]$ 计算出用户的接收信号噪声比为SNR_k，n；以及

根据信道估值和公式SNR_k，n＝p_k，nH_k，n，计算分配给用户k的每个载波的功率。

7、根据权利要求5所述的资源分配方法，其特征在于所述音频载波分配步骤包括：

定义待分配的载波集合为 $N=\left[\begin{array}{cccc}1& 2& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& \underset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}{N}_{\mathrm{voice}}^{\left(k\right)}\end{array}\right],$

在集合N＝范围内，计算各载波信道噪声比，比较并获得最高信道噪声比的载波n；

分配载波n给用户k用于传输音频业务；

更新载波集合，从总载波集中减去已分配的载波N＝N-{n}，并将分配用户k的载波计数i加1；

判断i是否不大于N_voice ^(k)，若是则转到计算步骤，在下一时隙对用户k分配载波；否则，转到下一步处理；

针对下一个用户进行

判断，如果所述下一个用户不是分配载波的最后一个用户，则转到计算各载波信道噪声比的步骤继续迭代处理；否则，所述音频载波分配结束。

8、根据权利要求1到7中的任何一项所述的资源分配方法，其特征在于所述多用户正交频分复用***是多用户单天线正交频分复用***。

9、根据权利要求1到7中的任何一项所述的资源分配方法，其特征在于所述多用户正交频分复用***是多用户多天线正交频分复用***。

10、一种多用户多天线正交频分复用无线多媒体***的资源分配方法，包括步骤：

发送端发射导频序列，接收端估计信道增益矩阵系数，并利用反馈信道把该信息返送到发送端；

发送端对信道矩阵进行特征值分解，从而将多天线信道分解为并行独立的多个单输入单输出信道；以及

针对所述多个单输入单输出信道，应用根据权利要求1到7中的任何一项所述的资源分配方法。

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