CN101340419A - 多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多入多出－正交频分复用系统比特功率分配方法，该方法先获得SS在各子载波上的信道增益并排序，从该SS最大的信道增益对应的子载波开始，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，直到确定当前可得吞吐量满足该SS的最小速率要求为止；然后通过仲裁消除个SS间的子载波冲突；最后进行注水比特分配。采用本发明所述的方法，可以在实现系统吞吐量最大化的基础上，降低MIMO－OFDM系统资源分配的复杂度。

Description

多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及MIMO-OFDM的资源分配。

背景技术

多入多出-正交频分复用(MIMO-OFDM)是一种新型的高速宽带无线传输技术。MIMO技术通过采用多个发射天线和接收天线可以显著提高无线通信系统的信道容量，增强数据传输的有效性和可靠性，而OFDM技术可以把频率选择性衰落信道转化成一组正交的平坦衰落信道，因此将OFDM技术应用在MIMO系统中，即MIMO-OFDM系统克服了多径衰落的影响。

而在MIMO-OFDM系统中，能充分利用空间、时间和频率维上的自由度，可调整的参数更多，可以设计更为灵活的传输结构，但资源分配的推导和实现也更为复杂。例如，目前采用的迭代注水的方法实现MIMO-OFDM系统功率比特的分配，需要分别对每个用户移动终端(SS)进行所有子载波的迭代处理，进而去除不能分配到功率的子载波，但是多用户下不可能某个SS独占全部子载波，而一个子载波也不能同时属于两个或多个SS，这样，该方法分别对每个SS进行所有子载波的迭代处理，于每个SS而言，对不属于该SS的大量子载波进行了处理，于每个子载波而言，对该子载波做了多次重复迭代处理，使得该方法的算法繁复冗杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，可以在实现系统吞吐量最大化的基础上，降低MIMO-OFDM系统资源分配的复杂度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，该方法包括以下步骤：

A、确定一个用户移动终端SS在各子载波上的信道增益并排序；从该SS最大的信道增益对应的子载波开始，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，直到确定当前可得吞吐量满足该SS的最小速率要求为止，该SS分配到的子载波为该SS的初始子载波；

B、重复执行步骤A，直到为每个SS分配初始子载波后，执行步骤C；

C、对各SS的初始子载波中存在冲突的子载波进行冲突裁决，得到最终子载波；

D、将各SS的最终子载波广播给各SS，根据各SS的最终子载波进行功率和比特分配。

步骤A具体包括：

A1、SS在业务请求时向基站BS发送该SS的最小速率需求；

A2、SS估计该SS的无线信道增益，通过管理消息编码REP-RSP反馈给BS；

A3、将第k个SS的无线信道增益等效为第k个SS的子子载波增益，即 $g_{k,n}^2\≈{(g_{k,n,1}^2\·g_{k,n,2}^2\·\·\·g_{k,n,M}^2)}^{1/M},$ 其中，k＝1，2，...，k；n＝1，2，...，n；g_k，n，m ²为第k个SS在子载波n上的无线信道m的增益；g_k，n ²为第k个SS在子载波n上的子载波增益；M为第k个SS在子载波n上的无线信道矩阵的秩；

A4、将第k个SS分别在n个子载波上的信道增益排序；从该SS最大的信道增益对应的子载波开始，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，直到满足当前可得吞吐量 $\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k})>R_{\min ,}^k$ 且留有余量，则该SS分配到的子载波为该SS的初始子载波；其中，Ω_k为SS^k的子载波分配集合，存放SS的子载波分配结果；余量建议取2倍的R_min ^k，R_min ^k为第k个SS的最小速率，p_k，n为第k个SS在第n个子载波上的功率；g_k，n ²为第k个SS在子载波n上的子子载波增益。

步骤A4进一步包括：

a、求出SS^k的最低子载波需求数为：

b、将总的子载波数与SS^k最低子载波需求数的比值，进行以2为底数、C_k为指数的近似： $\frac{N}{N_{\min }^k}\≈2^{C_k};$ 并对C_k进行向下取整：

c、预计初始子载波数为：SS当前预计可得吞吐量 $R_k^{*}=\underset{N^k\∈{\mathrm{\Ω}}_k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Γ_k，为第k个SS的信噪比门限；

d、判断R_k ^*是否大于R_min ^k，如果大于，则为本SS的分配N_k个初始子载波，否则C_k＝C_k-1，返回步骤(3)，直到C_k＝0时，不为本SS分配初始子载波，结束本SS的初始子载波分配。

步骤C具体包括：

C11、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则将该冲突子载波仲裁给存在该冲突子载波的各SS中裕量速率最大的SS；否则，执行步骤C13；

C12、去除裕量速率最大的SS外，其余SS的该冲突子载波，并更新该其余SS的当前可得吞吐量，返回步骤C11，直到各SS间不存在冲突子载波；

C13、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波；

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量；

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，返回步骤C11，直到各SS间不存在冲突子载波；否则，对R′_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C11，直到各SS间不存在冲突子载波。

步骤C具体包括：

C21、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则将该冲突子载波仲裁给

对应的SS，执行步骤C22，其中，R_k，n是存在冲突子载波n的SS^k的当前可得吞吐量，φ_k，n是存在冲突子载波n的SS^k的公平性比例权重，是存在冲突子载波n的各SS的当前可得吞吐量与公平性比例权重比值的最小值；否则，执行步骤C23；

C22、去除除

对应的SS外，其余SS的该冲突子载波，并更新该其余SS的当前可得吞吐量，返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波；

C23、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波；

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量；

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波；否则，对R′_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波。

步骤C具体包括：

C31、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则去除arg min{θ(k，n)}对应的SS的该冲突子载波，执行步骤C32，其中，θ(k，n)是冲突子载波n对存在冲突子载波n的SS^k的效用，arg min{θ(k，n)}是冲突子载波n对存在冲突子载波n的各SS的效用的最小值；否则，执行步骤C33；

C32、更新arg min{θ(k，n)}对应的SS的当前可得吞吐量，返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波；

C33、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波；

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量；

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波；否则，对R_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波。

步骤C进一步包括：

仲裁完毕后，对仲裁损失最大的SS进行补偿分配。

步骤D具体包括：

根据各SS的最终子载波进行注水比特分配；

依据注水比特分配的结果，进行比特的取整和调制阶数的限制，计算消耗功率和剩余功率，并对剩余功率进行贪婪比特分配。

本发明所提供的多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，可以在实现系统吞吐量最大化的基础上，降低MIMO-OFDM系统资源分配的复杂度；本发明还具有以下的优点和特点：

可提高系统整体的吞吐量，能够保证非实时业务下的SS速率比例差别特性并兼顾公平性，并可以提高用户利用率和子载波的利用率。

附图说明

图1为本发明多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法的实现流程图。

具体实施方式

本发明基本思路为：先将SS在各子载波上的信道增益并排序，从该SS最大的信道增益对应的子载波开始，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，直到确定当前可得吞吐量满足该SS的最小速率要求为止；然后通过仲裁消除各SS间的子载波冲突；最后进行注水比特分配。其中，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，如果分配到不能分配到功率的子载波，当前可得吞吐量依然不能满足该SS的最小速率要求，那么即使将全部子载波分配给该用户，也不能满足该SS的最小速率要求，则放弃为该SS分配子载波，这样，成功获得初始子载波分配的SS，其子载波分配集合中的子载波均为能够分配到功率的子载波，因此，最后进行注水比特分配即可，省去通过迭代去除不能分配到功率的子载波的步骤，可以在实现系统吞吐量最大化的基础上，降低子载波和比特功率分配的复杂度；且为各SS分配的初始子载波，只占全部子载波中的一部分，而不同SS在相同子载波上的信道增益不同，使得冲突子载波又仅占各SS的初始子载波中的小部分，这样，仲裁、比特功率分配都只针对部分子载波，大大降低了完成子载波和比特功率分配所需处理子载波的数量，进而大大降低了子载波和比特功率分配的复杂度。

本发明多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法的实现流程如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101：基站(BS)确定一个SS在各子载波上的信道增益并排序；从该SS最大的信道增益对应的子载波开始，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，直到确定当前可得吞吐量满足该SS的最小速率要求为止，该SS分配到的子载波为该SS的初始子载波；

具体分配方法为：

A1、SS在业务请求时向BS发送该SS的最小速率；

A2、SS估计该SS的无线信道增益，通过管理消息编码(REP-RSP)反馈给BS。

A3、BS将第k个SS的无线信道增益等效为第k个SS的子子载波增益，即 $g_{k,n}^2\≈{(g_{k,n,1}^2\·g_{k,n,2}^2\·\·\·g_{k,n,M}^2)}^{1/M},$ 其中，k＝1，2，...，k；n＝1，2，...，n；g_k，n，m ²为第k个SS在子载波n上的无线信道m的增益；g_k，n ²为第k个SS在子载波n上的子子载波增益；M为第k个SS在子载波n上的无线信道矩阵的秩；

A4、BS将第k个SS分别在n个子载波上的信道增益排序；从该SS最大的信道增益对应的子载波开始，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，直到满足当前可得吞吐量 $\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k})>R_{\min }^k,$ 且留有余量，则该SS分配到的子载波为该SS的初始子载波；其中，Ω_k为SS^k的子载波分配集合，存放SS的子载波分配结果；余量建议取2倍的R_min ^k，R_min ^k为第k个SS的最小速率，p_k，n为第k个SS在第n个子载波上的功率；

进一步地，确定分配给SS的初始子载波数的方法为：

a、BS求出SSk的最低子载波需求数为：

b、BS将总的子载波数与SS^k最低子载波需求数的比值，进行以2为底数、C_k为指数的近似： $\frac{N}{N_{\min }^k}\≈2^{C_k};$ 并对C_k进行向下取整：

c、BS预计初始子载波数为：SS当前预计可得吞吐量 $R_k^{*}=\underset{N^k\∈{\mathrm{\Ω}}_k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Γ_k，为第k个SS的信噪比门限；

d、BS判断R_k ^*是否大于R_min ^k，如果大于，则认为N_k为该SS的初始子载波数，为本SS的分配N_k个初始子载波，否则C_k＝C_k-1，返回步骤(3)，直到C_k＝0时，不为本SS分配初始子载波，结束本SS的初始子载波分配。

步骤102：重复执行步骤101，直到为每个SS分配初始子载波后，执行步骤103；

步骤103：BS对各SS的初始子载波中存在冲突的子载波进行冲突裁决，得到最终子载波；

具体仲裁方法包括：

C11、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则将该冲突子载波仲裁给其中裕量速率最大的SS，即对应的SS，执行步骤C12，其中，

是存在冲突子载波n^*的

在上的功率，

是存在冲突子载波n^*的

在上的子子载波增益，

是存在冲突子载波n^*的SS k的裕量速率；否则，执行步骤C13，

C12、去除除

对应的SS外，其余SS的该冲突子载波，并更新该其余SS的当前可得吞吐量：

$R_k^{\′}=\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{k^{\′}}}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Ω′_k为仲裁完后SS^k的子载波分配集合，

返回步骤C11，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程，

C13、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波，

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量：

$R_k^{\′}=\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{k^{\′}}}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Ω′_k为仲裁完后SS^k的子载波分配集合，

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，返回步骤C1，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程；否则，对R′_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C11，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程；或，

C21、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则将该冲突子载波仲裁给对应的SS，执行步骤C22，其中，R_k，n是存在冲突子载波n的SS^k的当前可得吞吐量，φ_k，n是存在冲突子载波n的SS^k的公平性比例权重，

是存在冲突子载波n的各SS的当前可得吞吐量与公平性比例权重比值的最小值；否则，执行步骤C23，

C22、去除除

对应的SS外，其余SS的该冲突子载波，并更新该其余SS的当前可得吞吐量：

$R_k^{\′}=\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{k^{\′}}}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Ω′_k为仲裁完后SS^k的子载波分配集合，返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程，

C23、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波，

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量：

$R_k^{\′}=\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{k^{\′}}}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Ω′_k为仲裁完后SS^k的子载波分配集合，

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程；否则，对R′_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程；或，

C31、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则去除arg min{θ(k，n)}对应的SS的该冲突子载波，执行步骤C32，其中，θ(k，n)是冲突子载波n对存在冲突子载波n的SS^k的效用， $\mathrm{\θ}(k,n)=\frac{{\log }_2(1+p_{k,n}{g}_{k,n}^2)}{\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+p_{k,n}{g}_{k,n}^2)};$ arg min{θ(k，n)}是冲突子载波n对存在冲突子载波n的各SS的效用的最小值；否则，执行步骤C33，

C32、更新arg min{θ(k，n)}对应的SS的当前可得吞吐量：

$R_k^{\′}=\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{k^{\′}}}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Ω′_k为仲裁完后SS^k的子载波分配集合，

返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程，

C33、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波，

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量：

$R_k^{\′}=\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{k^{\′}}}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Ω′_k为仲裁完后SS^k的子载波分配集合，

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程；否则，对R′_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波，认为此时各SS的子载波分配集合为该SS的最终子载波，结束仲裁流程。

其中，步骤C11～C13，在存在冲突子载波的各SS中，每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量均大于该SS的最小速率时，将该冲突子载波仲裁给裕量速率最大的SS，能够尽可能多的提高系统整体的吞吐量；步骤C21～C23，将该冲突子载波仲裁给

对应的SS，能够保证非实时业务下的SS速率比例差别特性并兼顾公平性；步骤C31～C33，去除arg min{θ(k，n)}对应的SS的该冲突子载波，即在存在冲突子载波的各SS中，找出该冲突子载波效用最小时所对应的SS，并从该SS中去除该冲突子载波，从而提高用户利用率。

步骤104：BS仲裁完毕后，对仲裁损失最大的SS进行补偿分配；利用仲裁后剩余的子载波，对仲裁损失最大的SS进行补偿分配，既可提高用户的吞吐量，又可提高子载波的利用率。

步骤105：BS将各SS的最终子载波广播给各SS，各SS根据自身的最终子载波进行功率和比特分配；

具体功率和比特分配方法包括：

根据各SS的最终子载波进行注水比特分配；

依据注水比特分配的结果，进行比特的取整和调制阶数的限制，计算消耗功率和剩余功率，并对剩余功率进行贪婪比特分配；所述消耗功率表示为： ${\hat{p}}_k=\underset{n\∈{\mathrm{\φ}}_k}{\mathrm{\Σ}}\frac{{\mathrm{\Γ}}_k{\mathrm{\σ}}_{k,n}^2}{g_{k,n}^2}(2^{{\hat{b}}_{k,n}}-1),$ 其中Γ_k为第k个用户的信噪比门限，σ_k，n ²为第k个用户在第n个子载波上的噪声功率，

为量化后的比特数；所述剩余功率表示为： $p_{\mathrm{left}}=P_{\mathrm{ktotal}}-{\hat{p}}_k,$ 其中，P_ktotal为第k个用户的发射功率限制，

为量化后的求解结果。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、确定一个用户移动终端SS在各子载波上的信道增益并排序；从该SS最大的信道增益对应的子载波开始，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，直到确定当前可得吞吐量满足该SS的最小速率要求为止，该SS分配到的子载波为该SS的初始子载波；

B、重复执行步骤A，直到为每个SS分配初始子载波后，执行步骤C；

C、对各SS的初始子载波中存在冲突的子载波进行冲突裁决，得到最终子载波；

D、将各SS的最终子载波广播给各SS，根据各SS的最终子载波进行功率和比特分配。

2、根据权利要求1所述多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，其特征在于，步骤A具体包括：

A1、SS在业务请求时向基站BS发送该SS的最小速率需求；

A2、SS估计该SS的无线信道增益，通过管理消息编码REP-RSP反馈给BS；

A3、将第k个SS的无线信道增益等效为第k个SS的子子载波增益，即 $g_{k,n}^2\≈{(g_{k,n,1}^2\·g_{k,n,2}^2\·\·\·g_{k,n,M}^2)}^{1/M},$ 其中，k＝1，2，…，k；n＝1，2，…，n；g_k，n，m ²为第k个SS在子载波n上的无线信道m的增益；g_k，n ²为第k个SS在子载波n上的子载波增益；M为第k个SS在子载波n上的无线信道矩阵的秩；

A4、将第k个SS分别在n个子载波上的信道增益排序；从该SS最大的信道增益对应的子载波开始，依该SS的信道增益由大到小的顺序分配子载波给该SS，直到满足当前可得吞吐量 $\underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k})>R_{\min }^k,$ 且留有余量，则该SS分配到的子载波为该SS的初始子载波；其中，Ω_k为SS^k的子载波分配集合，存放SS的子载波分配结果；余量建议取2倍的R_min ^k，R_min ^k为第k个SS的最小速率，p_k，n为第k个SS在第n个子载波上的功率；g_k，n ²为第k个SS在子载波n上的子子载波增益。

3、根据权利要求2所述多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，其特征在于，步骤A4进一步包括：

a、求出SS^k的最低子载波需求数为：

b、将总的子载波数与SS^k最低子载波需求数的比值，进行以2为底数、C_k为指数的近似： $\frac{N}{N_{\min }^k}\≈2^{C_k};$ 并对C_k进行向下取整：

c、预计初始子载波数为：

SS当前预计可得吞吐量 $R_k^{*}=\underset{N^k\∈{\mathrm{\Ω}}_k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{p_{k,n}{g}_{k,n}^2}{{\mathrm{\Γ}}_k});$ 其中，Γ_k，为第k个SS的信噪比门限；

d、判断R_k ^*是否大于R_min ^k，如果大于，则为本SS的分配N_k个初始子载波，否则C_k＝C_k-1，返回步骤(3)，直到C_k＝0时，不为本SS分配初始子载波，结束本SS的初始子载波分配。

4、根据权利要求1所述多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，其特征在于，步骤C具体包括：

C11、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则将该冲突子载波仲裁给存在该冲突子载波的各SS中裕量速率最大的SS；否则，执行步骤C13；

C12、去除裕量速率最大的SS外，其余SS的该冲突子载波，并更新该其余SS的当前可得吞吐量，返回步骤C11，直到各SS间不存在冲突子载波；

C13、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波；

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量；

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，返回步骤C11，直到各SS间不存在冲突子载波；否则，对R′_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C11，直到各SS间不存在冲突子载波。

5、根据权利要求1所述多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，其特征在于，步骤C具体包括：

C21、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则将该冲突子载波仲裁给

对应的SS，执行步骤C22，其中，R_k，n是存在冲突子载波n的SS^k的当前可得吞吐量，φ_k，n是存在冲突子载波n的SS^k的公平性比例权重，

是存在冲突子载波n的各SS的当前可得吞吐量与公平性比例权重比值的最小值；否则，执行步骤C23；

C22、去除除对应的SS外，其余SS的该冲突子载波，并更新该其余SS的当前可得吞吐量，返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波；

C23、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波；

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量；

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_K＝R′_k，返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波；否则，对R′_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C21，直到各SS间不存在冲突子载波。

6、根据权利要求1所述多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，其特征在于，步骤C具体包括：

C31、在存在一个冲突子载波的各SS中，逐个判断每个SS去除该冲突子载波后的非冲突子载波吞吐量是否大于该SS的最小速率，如果每个都大于，则去除arg min{θ(k，n)}对应的SS的该冲突子载波，执行步骤C32，其中，θ(k，n)是冲突子载波n对存在冲突子载波n的SS^k的效用，arg min{θ(k，n)}是冲突子载波n对存在冲突子载波n的各SS的效用的最小值；否则，执行步骤C33；

C32、更新arg min{θ(k，n)}对应的SS的当前可得吞吐量，返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波；

C33、在存在该冲突子载波的各SS中，选取当前可得吞吐量与最小速率要求差值最小的SS，去除除所选取的SS外，其余各SS的子载波分配集合中的该冲突子载波；

更新所述除所选取的SS外，其余各SS的当前可得吞吐量；

判断更新后的当前可得吞吐量R′_k是否大于R_min ^k，如果大于，则令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波；否则，对R_k不大于R_min ^k的SS进行补偿分配，使得R′_k大于R_min ^k后，令当前可得吞吐量R_k＝R′_k，并返回步骤C31，直到各SS间不存在冲突子载波。

7、根据权利要求1所述多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，其特征在于，步骤C进一步包括：

仲裁完毕后，对仲裁损失最大的SS进行补偿分配。

8、根据权利要求1所述多入多出-正交频分复用系统比特功率分配方法，其特征在于，步骤D具体包括：

根据各SS的最终子载波进行注水比特分配；

依据注水比特分配的结果，进行比特的取整和调制阶数的限制，计算消耗功率和剩余功率，并对剩余功率进行贪婪比特分配。