CN101388692A - 正交频分复用多址系统的中继站选择和子信道分配方法 - Google Patents

Abstract

一种正交频分复用多址系统的中继站选择和子信道分配方法，首先选择BS

RS链路和RS

UT链路中SINR超过SINR阈值的子信道索引号集合A和B的对应子信道上的最大传输能力都超过UT传输速率要求的RS，该RS为相应的BS

RS链路和RS

UT链路预分配子信道集合C和D；然后RS向BS报告子信道预分配结果集合C和D并发出带宽请求，BS收到带宽请求和子信道预分配结果后，确定集合C和D的合集中包含的子信道总数最少的RS作为目标中继站，并将该目标中继站对应的子信道集合C和D分别分配给BS

RS链路和RS

UT链路。应用本发明，有利于BS统一掌控整个小区的子信道资源，同时节省RS与BS之间的信令开销。

Description

正交频分复用多址系统的中继站选择和子信道分配方法

技术领域

本发明涉及蜂窝移动通信系统领域，尤其涉及一种正交频分复用多址(OFDMA)系统的中继站选择和子信道分配的方法

背景技术

随着3G系统的商用化开始，具有更高速率、更高频谱效率、更高覆盖和更强业务支撑能力的B3G/4G技术已经进入标准化阶段，ITU计划在2007年完成B3G频谱规划，在2010年完成主要标准，2012年开始商用，2015年后大规模投入商用。B3G/4G要求传输速率能够达到1Gbps，需要的频谱至少是100MHz。对于这样的宽带的频谱需求，很难在现有的频段中找到，因此需要对B3G/4G分配更高的频段，比如5GHz或者6GHz。

提高工作频段虽然可以解决B3G/4G的频率分配问题，但是随之也会带来实现上的诸多问题。一方面，操作频段越高，电磁波的衰落越厉害，也就是说基站发射功率会存在较大衰减。基站发射功率的快速衰落会导致基站的覆盖范围变小，在基站覆盖范围不变的情况下，功率的快速衰落会导致小区边沿的功率控制不够理想；如果要保持基站的覆盖范围不变，则需要进一步加大基站的发射功率，这样会增大电磁波的辐射，而人们希望电磁波对人体的辐射越小越好。再者，操作频段越高，电磁波的绕射能力越差、穿透能力也越弱，在这种情况下，电磁波越来越接近直线传播。如果存在建筑物遮挡，就会导致小区中存在很多电磁波无法到达的“阴影”地带。比如一个用户终端(UT)在一个建筑物后面，由于电磁波的绕射能力差而无法绕过建筑物达到该用户终端处，另外，由于电磁波的穿透能力弱使得电磁波信号无法穿过建筑物而到达该用户终端，最终导致这个用户终端无法接收到来自基站的信号。

解决上述问题的一种方法就是增加基站的布放数量，以高频段基站能够覆盖的小区范围为基准重新划分现有的蜂窝状小区结构，在每个小区布放一个高频基站。但是，这样基站需要重新采用光纤来连接每个基站，使用起来很不方便，而且投入巨大，特别是当光纤需要经过私人区域或者其他不便设置光纤的区域时更是如此。而且每个基站还需要通过有线(如光纤)实现与骨干网以及基站控制器的连接。但是，在许多国家，现有的蜂窝结构已经能够在90％的地域范围内提供无线业务服务，重新划分小区将会需要巨大的投支。

为此，无线通信领域比如IEEE 802.16j就在IEEE 802.16e的基础上引入了多跳的技术，用于解决上述问题。也就是在基站与用户终端之间布放一个或者多个中继站(Relay station，RS)，从而构成基站-中继站-用户终端的通信路径。这个多跳网络中的每个节点(上述基站、RS以及用户终端)只需发射足够的功率就可以达到相邻节点，从而大大降低每个节点的发射功率。此外，多跳网络中的节点发射功率较低，可以使得在网络中不同设备可以工作在相同的频率，而不会产生干扰，进而提高频谱的复用效率，使得网络的空间容量得到较大提升。

采用无线中继技术能够提高蜂窝系统基站(BS)的有效覆盖范围以及提升小区边沿用户容量，不过，在正交频分复用多址(OFDMA)中继系统中，还需要考虑以下两个基本的问题：一是选择哪个中继站(RS)来实现用户终端(UT)与基站之间的通信连接？二是在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路中具体采用哪些子信道资源来实现传输？

这里所描述的子信道及子信道分配有以下约定：在频域中，OFDMA系统的整个带宽被分解成具有相同带宽的子载波，所有的这些子载波被分成多个子载波组，每个子载波组包含相同数目的相邻子载波，定义一个子载波组为一个子信道。如果整个带宽可以分成C个子载波组，则总共有C个子信道。本发明所述子信道分配是指下行子信道分配，即为了实现RS将BS的数据包中继转发到UT的目的，给所选择的BS→RS→UT链路中的BS→RS链路以及RS→UT5链路中分配哪些子信道资源。

一般而言，用户终端进入网络的时候往往只是根据当时信号强度最强的中继节点来建立连接，随着之后用户终端的移动或者是服务质量的变化，它可以运用切换机制来任意改变链接点。但是，对于中继站而言，因为它只是属于网络基础设施的一部分，当它完成网络进入和初始化之后，它必须对一般用户提供相对稳定的服务质量，因此，针对需要进行中继的用户终端，在选择中继站时候需要经过周密的考虑，不能只是简单地依靠信号强度信息来选择中继站，它要求用户通过中继节点进入网络以后能够保证中继站在网络运行过程中提供比较稳定的信道条件，进而使得整个链路保持一定的稳定性。鉴于以上因素，在OFDMA中继系统中，需要联合考虑中继站的选择以及子信道的分配。

在常规中继站选择和子信道分配中，需要用户终端、候选中继站向基站反馈信道质量信息，比如每个子信道上的CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)等，当子信道数目非常大的时候，这种CQI反馈的信令开销是非常大的。因此，在OFDMA中继系统中，需要一种在较小信令开销的条件下进行中继路由选择以及子信道分配的技术方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种OFDMA中继系统的中继站选择和子信道分配方法，有利于BS统一掌控整个小区的子信道资源，同时节省了RS与BS之间的信令开销。

为了解决上述问题，本发明提供了一种正交频分复用多址系统的中继站选择和子信道分配方法，包括基站BS、用户终端UT以及多个中继站RS，包括以下步骤，

t1、选择 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路中SINR超过SINR阈值的子信道索引号集合A和集合B的对应子信道上的最大传输能力都超过UT传输速率要求的RS，该RS为相应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路预分配子信道集合C和集合D；

t2、RS向BS报告该RS给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道预分配的结果集合C和集合D，并向BS发出带宽请求；

t3、BS收到所述带宽请求和所述子信道预分配的结果后，确定集合C和集合D的合集中包含的子信道总数最少的RS作为目标中继站RS_R，并将该目标中继站对应的子信道集合C分配给该目标中继站对应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路，将子信道集合D分配给该目标中继站对应的 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤t1中包括，

t11、所述RS估计 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路在所有可用子信道上的信干噪比；

t12、RS将 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路中SINR超过SINR阈值的子信道索引号分别计入集合A和集合B；

t13、RS估计A和B对应子信道上的最大传输能力R1和R2；

t14、R1和R2都超过UT传输速率要求的RS为相应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路分别预分配子信道集合C和集合D。

进一步地，上述方法还可包括，所述可用子信道是指BS分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的BS所辖小区中还没有被使用的子信道；

所述SINR是指每个子信道中所有子载波上的平均SINR值；

所述SINR阈值是指系统预先设置的所有子信道上的SINR参考值，当子信道对应的SINR低于此参考值时，表示此信道条件连最低调制方式要求都无法满足；

所述最大传输能力是指在数字调制以前所有可用子信道承载的最大比特数；

所述步骤t14中，所述RS为相应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路分别预分配子信道集合C和D，包含集合C和D中子信道索引号及其对应的调制方式。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤t13中，所述RS估计A和B对应子信道上的最大传输能力R1和R2，包括以下步骤，

t131、RS依据每个子信道对应的SINR估计其支持的最高调制方式，所述调制方式包含QPSK、16QAM、64QAM；

t132、RS估计子信道集合A中最高支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道数目n1、n2和n3以及子信道集合B中最高支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道数目m1、m2和m3；

t133、RS估计子信道集合A和B对应的最大传输能力R1和R2，如果令一个子信道包含的子载波数目为K，则R1＝(6n1+4n2+2n3)×K，R2＝(6m1+4m2+2n3)×K。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤t14中，所述R1和R2都超过UT传输速率要求的RS为相应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路分别预分配子信道集合C和集合D，包括以下步骤，

步骤401、RS计算子信道集合A6、A4、A2、B6、B4、B2、C6、C4、C2，其中A6、A4、A2分别是该RS对应的子信道集合A中最高支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道索引号集合，B6、B4、B2是相应子信道集合B中最高支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道索引号集合，C6是A6和B6的交集，C4是A4和B4的交集，C2是A2和B2的交集；

步骤402、RS估计子信道集合C6、C4、C2的合集C6+C4+C2的传输能力RC；

步骤403、如果RC超过用户终端的传输速率要求RUT，则执行步骤404，否则执行步骤407；

步骤404、RS在集合C6+C4+C2中选择一个满足传输速率要求RUT的最小子信道集合E；

步骤405、RS将集合C＝E中子信道预分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路；

步骤406、RS将集合D＝E中子信道预分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路，预分配子信道集合C和D结束；

步骤407、RS估计RC和RUT间差距Δ，即Δ＝RUT-RC；

步骤408、RS在不包含C6+C4+C2的集合A6+A4+A2中选择一个满足传输速率要求Δ的子信道集合F；

步骤409、RS在不包含C6+C4+C2的集合B6+B4+B2中选择一个满足传输速率要求Δ的子信道集合G；

步骤410、RS将集合C＝F+C6+C4+C2中子信道预分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路；

步骤411、RS将集合D＝G+C6+C4+C2中子信道预分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路，预分配子信道集合C和D结束。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤404中，所述满足传输速率要求R_UT的最小子信道集合E是指该集合E中子信道对应的传输能力超过R_UT，而且与R_UT接近，如果该子信道集合对应的传输能力再小一点的话，就无法满足UT的传输速率要求R_UT。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤404中，所述RS在集合C6+C4+C2中选择一个满足传输速率要求RUT的子信道集合E，包含以下步骤：

步骤4041、RS估计子信道集合C6、C4以及C2对应的传输能力Q6、Q4以及Q2；

步骤4042、如果Q6大于等于RUT，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C6中选择一个满足UT传输速率要求RUT且平均SINR最大的子信道集合E；

如果Q6小于RUT，而Q6+Q4大于等于RUT，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C4中选择一个超过传输速率差值(RUT-Q6)且平均SINR最大的子信道集合W，并令E＝C6+W；

如果Q6+Q4小于RUT，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C2中选择一个超过传输速率差值(RUT-Q6-Q4)且平均SINR最大的子信道集合S，并令E＝C6+C4+S。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤408中，所述RS在不包含C6+C4+C2的集合A6+A4+A2中选择一个满足传输速率要求Δ的子信道集合F，包含以下步骤：

步骤4081、RS估计子信道集合A6-C6、A4-C4以及A2-C2对应的传输能力X6、X4以及X2；

步骤4082、如果X6大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的A6-C6中选择一个传输能力超过Δ而且平均SINR最大的子信道集合F；

如果X6小于Δ，而X6+X4大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的A4-C4中选择一个传输能力超过Δ-X6而且平均SINR最大的子信道集合V，并令F＝A6-C6+V；

如果X6+X4小于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的子信道集合(A6+A4+A2-C6-C4-C2)中选择一个超过传输速率差值(Δ-X6-X4)且平均SINR最大的子信道集合N，并且令F＝(A6+A4-C6-C4)+N。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤409中，所述RS在不包含C6+C4+C2的集合B6+B4+B2中选择一个满足传输速率要求Δ的子信道集合G，包含以下步骤：

步骤4091、RS估计子信道集合B6-C6、B4-C4以及B2-C2对应的传输能力Y6、Y4以及Y2；

如果Y6大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的B6-C6中选择一个传输能力超过Δ而且平均SINR最大的子信道集合F；

如果Y6小于Δ，而Y6+Y4大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的(B4-C4)中选择一个传输能力超过Δ-Y6而且平均SINR最大的子信道集合V，并令F＝B6-C6+V；

如果Y6+Y4小于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的子信道集合(B2-C2)中选择一个超过传输速率差值(Δ-Y6-Y4)且平均SINR最大的子信道集合N，并且令F＝(B6+B4-C6-C4)+N。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤t2中，

所述RS向BS报告该RS给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道预分配的结果C和D，包含向BS报告集合C中的子信道索引号及其对应的调制方式，以及集合D中子信道的数目。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤t3中，所述BS收到所述带宽请求和所述子信道预分配的结果后，BS收集所有RS报告的子信道集合C和D，确定集合C和D包含的子信道总数最少的RS作为目标中继站RS_R。

进一步地，上述方法还可包括，所述RS向BS报告的子信道集合C和D，包含集合C中子信道的索引号以及其中每个子信道对应的调制方式，并且包含集合D中的子信道数目。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤t3中，

所述BS将子信道集合C分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路包含集合C中子信道的索引号以及每个子信道对应的调制方式；所述BS将子信道集合D分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路包含集合D中的子信道索引号。

进一步地，上述方法还可包括，所述步骤t3后包括，

所述BS将目标中继站选择结果广播通知所有RS；

RS解析来自BS的通知信息，如果确认自己已经被选作了目标中继站RS_R，则将 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路子信道分配结果通知UT，并向BS反馈已经对UT进行了通知；如果确认自己没有被选作目标中继站，则不向BS和UT反馈任何信息。

进一步地，上述方法还可包括，所述UT处于多个RS覆盖范围之内，且该UT无法与BS直接通信，它只能通过中继站的中继才能实现与BS的通信；所述RS处于BS的覆盖范围之内；所述UT一次最多只通过一个中继站的中继来实现与BS之间的通信连接。

进一步地，上述方法还可包括，所述目标中继站通知UT的信息中包含分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道索引号及其对应的调制方式。

与现有技术相比，本发明所述方法充分利用TDD的特点，在RS集中测量获取 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 以及 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路的信道条件，由RS来负责对 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 和 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路进行子信道预分配，然后将分配结果报告给BS来判决；RS不需要向BS反馈任何关于信道条件的信息，只需反馈预分配的结果，这样既有利于BS统一掌控整个小区的子信道资源，而且又节省了RS与BS之间的信令开销；此外，本发明所述方法不但适用于TDD系统，而且经过简单的修改也适用于FDD系统。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中OFDMA系统的中继站选择和子信道分配方法流程图；

图2为本发明实例所述的BS、RS以及UT的网络拓扑结构示意图；

图3为本发明实例所述的中继站选择和子信道分配流程图；

图4为本发明实例所述的RS进行子信道预分配的流程图；

图5为本发明实例所述的当 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 和 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路子信道交集的传输能力满足UT传输速率要求时的子信道预分配流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步说明。

本发明所述方法的核心思想：由满足一定传输速率要求的中继站自己预先给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路分配子信道，然后将预分配的方案交由BS来决策；这样既能保证所选RS所处 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路能够满足UT的传输速率要求，而且还能够避免RS与BS之间的复杂的关于信道的信令交互。

本发明所述OFDMA系统至少包含一个基站(BS)，一个用户终端(UT)以及多个中继站(RS)；所述UT处于多个RS覆盖范围之内，且该UT无法与BS直接通信，它只能通过中继站的中继才能实现与BS的通信；所述RS处于BS的覆盖范围之内；所述UT一次最多只通过一个中继站的中继来实现与BS之间的通信连接。

所述子信道具有以下含义：OFDMA系统的整个带宽被分解成具有相同带宽的子载波，所有的这些子载波被分成多个子载波组，每个子载波组包含相同数目的相邻子载波，定义一个子载波组为一个子信道。

所述中继站选择是指选择哪个中继站作为目标中继站来实现用户终端与基站之间的中继功能。

图1描述了本发明具体实施方式中OFDMA系统的中继站选择和子信道分配方法，包含以下主要步骤：

步骤1：RS估计 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路在所有可用子信道上的SINR(信干噪比)；

所述可用子信道是指BS可以分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道资源。

BS可以分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道资源是指BS所辖小区中还没有被使用的子信道资源，中继站可以从BS的广播信息中获取这个资源使用信息。

子信道上的SINR是指该子信道对应的所有子载波上的平均SINR值。

步骤2：RS将 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路中SINR超过SINR阈值的子信道索引号分别计入集合A和集合B；

所述SINR阈值SINR_th，是指所有子信道上的SINR参考值，当子信道对应的SINR低于此参考值时，表示此信道条件连最低调制方式要求都无法满足。

阈值SINR_th是预先设置的，由于估计SINR的方法和实现技术水平不同，不同厂商预先设置的这个数值可能不同。

步骤3：RS估计A和B对应子信道上的最大传输能力R1和R2；

所述最大传输能力是指在数字调制以前所有可用子信道可以承载的最大比特数。

所述RS估计A和B对应子信道上的最大传输能力R1和R2，包含以下步骤：

步骤301、RS依据每个子信道对应的SINR估计其可以支持的最高调制方式，这里的调制方式只包含QPSK、16QAM、64QAM；

步骤302、RS估计子信道集合A中最高能够支持64QAM(64相正交幅度调制)、16QAM(16相正交幅度调制)和QPSK(四相相移键控)的子信道数目n1、n2和n3以及子信道集合B中最高能够支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道数目m1、m2和m3；

步骤303、RS估计子信道集合A和B对应的最大传输能力R1和R2，如果令一个子信道包含的子载波数目为K，则R1＝(6n1+4n2+2n3)×K，R2＝(6m1+4m2+2n3)×K。

步骤4：选择R1和R2都超过UT传输速率要求的RS，该RS为相应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路分别预分配子信道集合C和D；

所述RS为相应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路分别预分配子信道集合C和D，包含集合C和D中子信道索引号及其对应的调制方式。

所述R1和R2都超过UT传输速率要求的RS为相应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路分别预分配子信道集合C和D，包含以下主要步骤：

步骤401、RS计算子信道集合A₆、A₄、A₂、B₆、B₄、B₂、C₆、C₄、C₂，其中A₆、A₄、A₂分别是该RS对应的子信道集合A中最高能够支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道索引号集合，B₆、B₄、B₂是相应子信道集合B中最高能够支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道索引号集合，C₆是A₆和B₆的交集，C₄是A₄和B₄的交集，C₂是A₂和B₂的交集；

步骤402、RS估计子信道集合C₆、C₄、C₂的合集C₆+C₄+C₂的传输能力R_C；

步骤403、如果R_C超过用户终端的传输速率要求R_UT，则执行步骤404，否则执行步骤407；

步骤404、RS在集合C₆+C₄+C₂中选择一个刚刚满足传输速率要求R_UT的最小子信道集合E；

所述刚刚满足传输速率要求R_UT的最小子信道集合E是指该集合E中子信道对应的传输能力刚刚超过R_UT，而且与R_UT非常接近，如果该子信道集合对应的传输能力再小一点的话，就无法满足UT的传输速率要求R_UT。

所述RS在集合C₆+C₄+C₂中选择一个刚刚满足传输速率要求R_UT的子信道集合E，包含以下步骤：

步骤4041、RS估计子信道集合C₆、C₄以及C₂对应的传输能力Q₆、Q₄以及Q₂；

步骤4042、如果Q₆大于等于R_UT，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C₆中选择一个刚刚满足UT传输速率要求R_UT且平均SINR最大的子信道集合E；

如果Q₆小于R_UT，而Q₆+Q₄大于等于R_UT，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C₄中选择一个刚刚超过传输速率差值(R_UT-Q₆)且平均SINR最大的子信道集合W，并令E＝C₆+W；

如果Q₆+Q₄小于R_UT，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C₂中选择一个刚刚超过传输速率差值(R_UT-Q₆-Q₄)且平均SINR最大的子信道集合S，并令E＝C₆+C₄+S。

步骤405、RS将集合C＝E中子信道预分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路；

步骤406、RS将集合D＝E中子信道预分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路，预分配子信道集合C和D结束；

步骤407、RS估计R_C和R_UT间差距Δ，即Δ＝R_UT-R_C；

步骤408、RS在集合A₆+A₄+A₂(不包含C₆+C₄+C₂)中选择一个刚刚满足传输速率要求Δ的子信道集合F；

所述RS在集合A₆+A₄+A₂(不包含C₆+C₄+C₂)中选择一个刚刚满足传输速率要求Δ的子信道集合F，包含以下步骤：

步骤4081、RS估计子信道集合A₆-C₆、A₄-C₄以及A₂-C₂对应的传输能力X₆、X₄以及X₂；

步骤4082、如果X₆大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的A₆-C₆中选择一个传输能力刚刚超过Δ而且平均SINR最大的子信道集合F；

如果X₆小于Δ，而X₆+X₄大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的A₄-C₄中选择一个传输能力刚刚超过Δ-X₆而且平均SINR最大的子信道集合V，并令F＝A₆-C₆+V；

如果X₆+X₄小于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的子信道集合(A₆+A₄+A₂-C₆-C₄-C₂)中选择一个刚刚超过传输速率差值(Δ-X₆-X₄)且平均SINR最大的子信道集合N，并且令F＝(A₆+A₄-C₆-C₄)+N。

步骤409、RS在集合B₆+B₄+B₂(不包含C₆+C₄+C₂)中选择一个刚刚满足传输速率要求Δ的子信道集合G；

所述RS在集合B₆+B₄+B₂(不包含C₆+C₄+C₂)中选择一个刚刚满足传输速率要求Δ的子信道集合G，包含以下步骤：

步骤4091、RS估计子信道集合B₆-C₆、B₄-C₄以及B₂-C₂对应的传输能力Y₆、Y₄以及Y₂；

如果Y₆大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的B₆-C₆中选择一个传输能力刚刚超过Δ而且平均SINR最大的子信道集合F；

如果Y₆小于Δ，而Y₆+Y₄大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的(B₄-C₄)中选择一个传输能力刚刚超过Δ-Y₆而且平均SINR最大的子信道集合V，并令F＝B₆-C₆+V；

如果Y₆+Y₄小于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的子信道集合(B₂-C₂)中选择一个刚刚超过传输速率差值(Δ-Y₆-Y₄)且平均SINR最大的子信道集合N，并且令F＝(B₆+B₄-C₆-C₄)+N。

步骤410、RS将集合C＝F+C₆+C₄+C₂中子信道预分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路；

步骤411、RS将集合D＝G+C₆+C₄+C₂中子信道预分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路，预分配子信道集合C和D结束。

步骤5：RS向BS报告该RS给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道预分配的结果C和D，并向BS发起带宽请求；

所述RS向BS报告该RS给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道预分配的结果C和D，包含向BS报告集合C中的子信道索引号及其对应的调制方式，以及集合D中子信道的数目。

步骤6：BS收到所述带宽请求和所述子信道预分配的结果后，BS收集所有RS报告的子信道集合C和D；

所述RS向BS报告的子信道集合C和D，包含集合C中子信道的索引号以及其中每个子信道对应的调制方式，并且包含集合D中的子信道数目。

步骤7：BS确定集合C和D包含的子信道总数最少的RS作为目标中继站RS_R；

步骤8：BS确定将目标中继站RS_R报告的子信道集合C分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路，将子信道集合D分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路；

BS将目标中继站对应的子信道集合C分配给该目标中继站对应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路，将子信道集合D分配给该目标中继站对应的 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路。

所述 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路子信道分配结果包含集合C中子信道的索引号以及每个子信道对应的调制方式。

所述 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路子信道分配结果包含集合D中的子信道索引号。

步骤9：BS将目标中继站选择结果以及 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路子信道分配结果广播通知所有RS；

步骤10：中继站RS解析来自BS的通知信息，如果确认自己已经被选作了目标中继站RS_R，则将 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路子信道分配结果通知UT，并向BS反馈已经对UT进行了通知；如果确认自己没有被选作目标中继站，则不向BS和UT反馈任何信息。

目标中继站通知UT的信息中包含分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道索引号及其对应的调制方式。

其中，BS选择哪个RS作为目标中继站，就选择该中继站对应的子信道分配方案；只要中继站知道自己被选作了目标中继站，就知道了与该中继站相关的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道分配结果(包含子信道索引号及其对应的调制方式)，因为BS只是对中继站的预分配结果做一个判决选择而已；对于RS来讲，只要它知道自己被选作了目标中继站，它就知道了 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的最终子信道分配方案；对于BS来讲，它在决策的时候已经知道了所需要的子信道信息，目标中继站也知道(只要确认自己是目标中继站)，现在只要目标中继站通知UT就行了。

整个目标中继站选择和子信道分配实际上包含两个部分，一是目标中继站的选择，二是子信道的分配，这两个部分需要联合考虑，不能分开进行。其中，BS需要知道 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路的子信道索引号以及调制方式，还有 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道索引号；目标中继站需要知道分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道索引号及其对应的调制方式；UT需要知道分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道索引号及其对应调制方式。

选择和分配过程完了以后，需要BS、目标中继站以及UT都要知道各自需要的信息：1)BS只要知道 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路的子信道索引号以及调制方式，和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道索引号，就可以为所选择的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 通信路径预留资源以及监控所辖小区子信道资源使用情况；2)目标中继站只需要知道分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道索引号及其对应的调制方式；3)UT只要知道分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道索引号及其对应调制方式。

在图2所示网络拓扑结构中布放了一个基站(BS)、多个用户终端(UT1、UT2、UT3、UT4、UT5、UT6)以及多个中继站(RS1、RS2、RS3、RS4)。假设所有RS、UT1、UT2、UT3以及UT6都位于BS的覆盖范围之内，只有UT4和UT5在BS的覆盖范围之外。而且，其中UT4只位于RS1的覆盖区域之内，UT5位于RS1、RS2和RS3的公共覆盖区域之内。

针对图2中的UT4和UT5，它们只能够通过RS的中继功能才能够实现与BS的通信连接。进一步假设，在本发明考虑一个UT最多只能通过一个中继站的中继来实现该UT与BS之间的通信连接，而且所有RS之间不能互相通信。在本发明的实例中，只需要考虑UT5与BS之间的中继通信，要求UT5的传输速率(即每次要求传输的比特数)需要达到一定要求，进而考虑相关的路由选择以及相应子信道分配的解决方案。

这里所说的路由选择是指在BS与UT5之间通过哪个RS来实现链路连接，结合图2所示，所谓路由选择是指在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}1\↔\mathrm{UT}5,$ $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}2\↔\mathrm{UT}5$ 以及 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}3\↔\mathrm{UT}5$ 三条链路中选择一条来实现BS与UT5之间的通信。所述 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 表示BS与RS之间的无线链路， $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 表示RS与UT之间的无线链路。更进一步约定BS→RS表示BS发射RS接收的链路；RS→UT表示RS发射UT接收的链路；RS→BS表示RS发射BS接收的链路；UT→RS表示UT发射RS接收的链路。

而且本发明所述方法适用于时分双工(TDD)通信模式，也就是说，只要获得了UT→RS与RS→BS两个链路的信道条件，则可以通过信道互易性直接获得BS→RS以及RS→UT链路的信道信息；同时本发明所述方法经过简单的修改也适用于FDD系统。

这里所描述的子信道及子信道分配有以下约定：在频域中，OFDMA系统的整个带宽被分解成具有相同带宽的子载波，所有的这些子载波被分成多个子载波组，每个子载波组包含相同数目的相邻子载波，定义一个子载波组为一个子信道。如果整个带宽可以分成C个子载波组，则总共有C个子信道。本发明所述子信道分配是指下行子信道分配，即为了实现RS将BS的数据包中继转发到UT的目的，给所选择的BS→RS→UT链路中的BS→RS链路以及RS→UT5链路中分配哪些子信道资源。

图3给出了本发明所述路由选择和子信道分配的流程图。

步骤S00、每个RS估计 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路在所有可用子信道上的SINR，其中，可用子信道是指BS可以分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路的子信道资源，子信道上的SINR是指该子信道对应的所有子载波上SINR的平均值；

步骤S10、RS将 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路中SINR超过阈值SINR_th的子信道索引号分别计入集合A和集合B中；

步骤S20、RS并估计A和B对应子信道上的最大传输能力R₁和R₂；

这里的阈值SINR_th是指所有子信道上的SINR参考值，当子信道对应的SINR低于此参考值时，表示此信道条件连最低调制方式(本发明只考虑QPSK、16QAM、64QAM)要求都无法满足。最大传输能力是指在数字调制以前所有可用子信道可以承载的最大比特数。

子信道集合A和B对应子信道上的最大传输能力R₁和R₂按照以下步骤进行估计：首先，RS依据每个子信道对应的SINR估计其可以支持的最高调制方式，这里的调制方式只包含QPSK、16QAM、64QAM；然后，RS估计子信道集合A中最高能够支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道数目n₁、n₂和n₃以及子信道集合B中最高能够支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道数目m₁、m₂和m₃；最后，RS估计子信道集合A和B对应的最大传输能力R₁和R₂，即R₁＝(6n₁+4n₂+2n₃)·K，R₂＝(6m₁+4m₂+2n₃)·K，其中，K是一个子信道包含的子载波数目。

步骤S30、如果该RS对应的R₁和R₂都超过UT传输速率要求R_UT，即R₁和R₂都大于等于R_UT，则该RS为 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路进行子信道预分配，其中 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路获得的子信道矩阵是C， $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路获得的子信道矩阵是D；

其中，RS按照图4所示步骤为相应的 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路分别预分配子信道集合C和D：

步骤R301、RS计算子信道集合A₆、A₄、A₂、B₆、B₄、B₂、C₆、C₄、C₂，其中A₆、A₄、A₂分别是该RS对应的子信道集合A中最高能够支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道索引号集合，B₆、B₄、B₂是相应子信道集合B中最高能够支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道索引号集合，C₆是A₆和A₆的交集，C₄是A₄和B₄的交集，C₂是A₂和B₂的交集；

步骤R302、RS估计子信道集合C₆、C₄、C₂的合集C₆+C₄+C₂的传输能力R_C；

步骤R303、如果R_C超过用户终端的传输速率要求R_UT，则执行步骤R304，否则执行步骤R309；

步骤R304、RS在集合C₆+C₄+C₂中选择一个刚刚满足传输速率要求R_UT的最小子信道集合E；

步骤R305、RS将集合C＝E中子信道预分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路；

步骤R306、RS将集合D＝E中子信道预分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路，执行步骤S40；

步骤R307、RS估计R_C和R_UT间差距Δ，即Δ＝R_UT-R_C；

步骤R308、RS在集合A₆+A₄+A₂(不包含C₆+C₄+C₂)中选择一个刚刚满足传输速率要求Δ的子信道集合F；

步骤R309、RS在集合B₆+B₄+B₂(不包含C₆+C₄+C₂)中选择一个刚刚满足传输速率要求Δ的子信道集合G；

步骤R310、RS将集合C＝F+C₆+C₄+C₂中子信道预分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路；

步骤R311、RS将集合D＝G+C₆+C₄+C₂中子信道预分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路；执行步骤S40。

其中，步骤R304中所述刚刚满足传输速率要求R_UT的最小子信道集合E是指该集合E中子信道对应的传输能力刚刚超过R_UT，而且与R_UT非常接近，如果该子信道集合对应的传输能力再小一点的话，就无法满足UT的传输速率要求R_UT。

步骤R304中所述RS在集合C₆+C₄+C₂中选择一个刚刚满足传输速率要求R_C的子信道集合E包含图5所示主要步骤：

步骤R3041、RS估计子信道集合C₆、C₄以及C₂对应的传输能力Q₆、Q₄以及Q₂；

步骤R3042、判断Q₆是否大于等于R_UT，如果是，则执行步骤R3043；否则执行步骤R3044；

步骤R3043、RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C₆中选择一个刚刚满足UT传输速率要求R_UT且平均SINR最大的子信道集合E，选择一个刚刚满足传输速率要求R_C的子信道集合E的流程结束；

步骤R3044、判断Q₆+Q₄是否大于等于R_UT，如果是，则执行步骤R3045；否则执行步骤R3046；

步骤R3045、RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C₄中选择一个刚刚超过传输速率差值(R_UT-Q₆)且平均SINR最大的子信道集合W，并令E＝C₆+W，选择一个刚刚满足传输速率要求R_C的子信道集合E的流程结束；

步骤R3046、RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的C₂中选择一个刚刚超过传输速率差值(R_UT-Q₆-Q₄)且平均SINR最大的子信道集合S，并令E＝C₆+C₄+S，选择一个刚刚满足传输速率要求R_C的子信道集合E的流程结束。

其中，步骤R308中所述RS在集合A₆+A₄+A₂(不包含C₆+C₄+C₂)中选择一个刚刚满足传输速率要求Δ的子信道集合F包含以下步骤：

步骤R3081、RS估计子信道集合A₆-C₆、A₄-C₄以及A₂-C₂对应的传输能力X₆、X₄以及X₂；

步骤R3082、如果X₆大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的A₆-C₆中选择一个传输能力刚刚超过Δ而且平均SINR最大的子信道集合F；

步骤R3083、如果X₆小于Δ，而X₆+X₄大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的A₄-C₄中选择一个传输能力刚刚超过Δ-X₆而且平均SINR最大的子信道集合V，并令F＝A₆-C₆+V；

步骤R3084、如果X₆+X₄小于Δ，则RS在 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路对应的子信道集合(A₆+A₄+A₂-C₆-C₄-C₂)中选择一个刚刚超过传输速率差值(Δ-X₆-X₄)且平均SINR最大的子信道集合N，并且令F＝(A₆+A₄-C₆-C₄)+N。

步骤R309中所述RS在集合B₆+B₄+B₂(不包含C₆+C₄+C₂)中选择一个刚刚满足传输速率要求Δ的子信道集合G包含以下步骤：

步骤R3091、RS估计子信道集合B₆-C₆、B₄-C₄以及B₂-C₂对应的传输能力Y₆、Y₄以及Y₂；

步骤R3092、如果Y₆大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的B₆-C₆中选择一个传输能力刚刚超过Δ而且平均SINR最大的子信道集合F；

步骤R3093、如果Y₆小于Δ，而Y₆+Y₄大于等于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的(B₄-C₄)中选择一个传输能力刚刚超过Δ-Y₆而且平均SINR最大的子信道集合V，并令F＝B₆-C₆+V；

步骤R3094、如果Y₆+Y₄小于Δ，则RS在 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路对应的子信道集合(B₂-C₂)中选择一个刚刚超过传输速率差值(Δ-Y₆-Y₄)且平均SINR最大的子信道集合N，并且令F＝(B₆+B₄-C₆-C₄)+N。

步骤S40、RS向BS报告所述子信道预分配的结果C和D，并向BS发起带宽请求；

步骤S50、BS收集所有RS报告的子信道集合C和D；

步骤S60、BS将集合C和D包含的子信道总数最少的RS判决为中继站RS_R；

步骤S70、BS将RS_R报告的子信道集合C分配给 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路，将子信道集合D分配给 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路；

步骤S80、BS将中继站选择结果以及 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}$ 链路和 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路子信道分配结果广播通知所有RS；

步骤S90、中继站RS_R接收到来自BS的通知信息以后，解析该信息，并且将 $\mathrm{RS}\↔\mathrm{UT}$ 链路子信道分配结果(即子信道D以及D中元素所对应的调制方式)通知UT，同时向BS反馈已经对UT进行通知。

向BS反馈的目的就是需要BS给 $\mathrm{RS}\_R\↔\mathrm{UT}5$ 链路以及 $\mathrm{BS}\↔\mathrm{RS}\_R$ 链路预留出上述分配的子信道资源，同时告诉BS该RS_R已经做好了中继准备。RS_R通知UT5的目的就是告诉UT5关于中继站选择的结果以及 $\mathrm{RS}\_R\↔\mathrm{UT}5$ 链路的子信道分配结果，并且通知UT5做好中继准备，同时告诉UT5该RS_R也已经做好了中继准备。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1、一种正交频分复用多址系统的中继站选择和子信道分配方法，包括基站BS、用户终端UT以及多个中继站RS，其特征在于，包括以下步骤，

t1、选择

链路和链路中信干噪比SINR超过SINR阈值的子信道索引号集合A和集合B的对应子信道上的最大传输能力都超过UT传输速率要求的RS，该RS为相应的

链路和链路预分配子信道集合C和集合D；

t2、RS向BS报告该RS给

和

链路的子信道预分配的结果集合C和集合D，并向BS发出带宽请求；

t3、BS收到所述带宽请求和所述子信道预分配的结果后，确定集合C和集合D的合集中包含的子信道总数最少的RS作为目标中继站RS_R,并将该目标中继站对应的子信道集合C分配给该目标中继站对应的

链路，将子信道集合D分配给该目标中继站对应的链路。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤t1中包括，t11、所述RS估计链路和

链路在所有可用子信道上的信干噪比；

t12、RS将

链路和

链路中SINR超过SINR阈值的子信道索引号分别计入集合A和集合B；

t13、RS估计A和B对应子信道上的最大传输能力R1和R2；

t14、R1和R2都超过UT传输速率要求的RS为相应的

链路和链路分别预分配子信道集合C和集合D。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述可用子信道是指BS分配给

链路和

链路的BS所辖小区中还没有被使用的子信道；

所述SINR是指每个子信道中所有子载波上的平均SINR值；

所述SINR阈值是指系统预先设置的所有子信道上的SINR参考值，当子信道对应的SINR低于此参考值时，表示此信道条件连最低调制方式要求都无法满足；

所述最大传输能力是指在数字调制以前所有可用子信道承载的最大比特数；

所述步骤t14中，所述RS为相应的

链路和

链路分别预分配子信道集合C和D，包含集合C和D中子信道索引号及其对应的调制方式。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤t13中，所述RS估计A和B对应子信道上的最大传输能力R1和R2，包括以下步骤，

t131、RS依据每个子信道对应的SINR估计其支持的最高调制方式，所述调制方式包含QPSK、16QAM、64QAM；

t132、RS估计子信道集合A中最高支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道数目n1、n2和n3以及子信道集合B中最高支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道数目m1、m2和m3；

t133、RS估计子信道集合A和B对应的最大传输能力R1和R2，如果令一个子信道包含的子载波数目为K，则R1＝(6n1+4n2+2n3)×K，R2＝(6m1+4m2+2n3)×K。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤t14中，所述R1和R2都超过UT传输速率要求的RS为相应的

链路和

链路分别预分配子信道集合C和集合D，包括以下步骤，

步骤401、RS计算子信道集合A₆、A₄、A₂、B₆、B₄、B₂、C₆、C₄、C₂，其中A₆、A₄、A₂分别是该RS对应的子信道集合A中最高支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道索引号集合，B₆、B₄、B₂是相应子信道集合B中最高支持64QAM、16QAM和QPSK的子信道索引号集合，C₆是A₆和B₆的交集，C₄是A₄和B₄的交集，C₂是A₂和B₂的交集；

步骤402、RS估计子信道集合C₆、C₄、C₂的合集C₆+C₄+C₂的传输能力R_C；

步骤403、如果R_C超过用户终端的传输速率要求R_UT，则执行步骤404，否则执行步骤407；

步骤404、RS在集合C₆+C₄+C₂中选择一个满足传输速率要求R_UT的最小子信道集合E；

步骤405、RS将集合C＝E中子信道预分配给

链路；

步骤406、RS将集合D＝E中子信道预分配给链路，预分配子信道集合C和D结束；

步骤407、RS估计R_C和R_UT间差距Δ，即Δ＝R_UT-R_C；

步骤408、RS在不包含C₆+C₄+C₂的集合A₆+A₄+A₂中选择一个满足传输速率要求Δ的子信道集合F；

步骤409、RS在不包含C₆+C₄+C₂的集合B₆+B₄+B₂中选择一个满足传输速率要求Δ的子信道集合G；

步骤410、RS将集合C＝F+C₆+C₄+C₂中子信道预分配给

链路；

步骤411、RS将集合D＝G+C₆+C₄+C₂中子信道预分配给

链路，预分配子信道集合C和D结束。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤404中，所述满足传输速率要求R_UT的最小子信道集合E是指该集合E中子信道对应的传输能力超过R_UT，而且与R_UT接近，如果该子信道集合对应的传输能力再小一点的话，就无法满足UT的传输速率要求R_UT。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤404中，所述RS在集合C₆+C₄+C₂中选择一个满足传输速率要求R_UT的子信道集合E，包含以下步骤：

步骤4041、RS估计子信道集合C₆、C₄以及C₂对应的传输能力Q₆、Q₄以及Q₂；

步骤4042、如果Q₆大于等于R_UT，则RS在

链路对应的C₆中选择一个满足UT传输速率要求R_UT且平均SINR最大的子信道集合E；

如果Q₆小于R_UT，而Q₆+Q₄大于等于R_UT，则RS在链路对应的C₄中选择一个超过传输速率差值(R_UT-Q₆)且平均SINR最大的子信道集合W，并令E＝C₆+W；

如果Q₆+Q₄小于R_UT，则RS在链路对应的C₂中选择一个超过传输速率差值(R_UT-Q₆-Q₄)且平均SINR最大的子信道集合S，并令E＝C₆+C₄+S。

8、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤408中，所述RS在不包含C₆+C₄+C₂的集合A₆+A₄+A₂中选择一个满足传输速率要求Δ的子信道集合F，包含以下步骤：

步骤4081、RS估计子信道集合A₆-C₆、A₄-C₄以及A₂-C₂对应的传输能力X₆、X₄以及X₂；

步骤4082、如果X₆大于等于Δ，则RS在

链路对应的A₆-C₆中选择一个传输能力超过Δ而且平均SINR最大的子信道集合F；

如果X₆小于Δ，而X₆+X₄大于等于Δ，则RS在链路对应的A₄-C₄中选择一个传输能力超过Δ-X₆而且平均SINR最大的子信道集合V，并令F＝A₆-C₆+V；

如果X₆+X₄小于Δ，则RS在

链路对应的子信道集合(A₆+A₄+A₂-C₆-C₄-C₂)中选择一个超过传输速率差值(Δ-X₆-X₄)且平均SINR最大的子信道集合N，并且令F＝(A₆+A₄-C₆-C₄)+N。

9、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤409中，所述RS在不包含C₆+C₄+C₂的集合B₆+B₄+B₂中选择一个满足传输速率要求Δ的子信道集合G，包含以下步骤：

步骤4091、RS估计子信道集合B₆-C₆、B₄-C₄以及B₂-C₂对应的传输能力Y₆、Y₄以及Y₂；

如果Y₆大于等于Δ，则RS在

链路对应的B₆-C₆中选择一个传输能力超过Δ而且平均SINR最大的子信道集合F；

如果Y₆小于Δ，而Y₆+Y₄大于等于Δ，则RS在

链路对应的(B₄-C₄)中选择一个传输能力超过Δ-Y₆而且平均SINR最大的子信道集合V，并令F＝B₆-C₆+V；

如果Y₆+Y₄小于Δ，则RS在

链路对应的子信道集合(B₂-C₂)中选择一个超过传输速率差值(Δ-Y₆-Y₄)且平均SINR最大的子信道集合N，并且令F＝(B₆+B₄-C₆-C₄)+N。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤t2中，所述RS向BS报告该RS给

和

链路的子信道预分配的结果C和D，包含向BS报告集合C中的子信道索引号及其对应的调制方式，以及集合D中子信道的数目。

11、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤t3中，所述BS收到所述带宽请求和所述子信道预分配的结果后，BS收集所有RS报告的子信道集合C和D，确定集合C和D包含的子信道总数最少的RS作为目标中继站RS_R。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述RS向BS报告的子信道集合C和D，包含集合C中子信道的索引号以及其中每个子信道对应的调制方式，并且包含集合D中的子信道数目。

13、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤t3中，所述BS将子信道集合C分配给

链路包含集合C中子信道的索引号以及每个子信道对应的调制方式；所述BS将子信道集合D分配给

链路包含集合D中的子信道索引号。

14、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤t3后包括，

所述BS将目标中继站选择结果广播通知所有RS；

RS解析来自BS的通知信息，如果确认自己已经被选作了目标中继站RS_R,则将链路子信道分配结果通知UT，并向BS反馈已经对UT进行了通知；如果确认自己没有被选作目标中继站，则不向BS和UT反馈任何信息。

15、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UT处于多个RS覆盖范围之内，且该UT无法与BS直接通信，它只能通过中继站的中继才能实现与BS的通信；所述RS处于BS的覆盖范围之内；所述UT一次最多只通过一个中继站的中继来实现与BS之间的通信连接。

16、如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述目标中继站通知UT的信息中包含分配给

链路的子信道索引号及其对应的调制方式。

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