CN103179073A - 一种ofdm系统下能效最大的快速比特加载方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OFDM系统下能效最大的快速比特加载方法及装置。本发明能够在OFDM系统下，完成能量效率最大的整数比特快速加载。能量效率我们简称能效，在进行比特分配的时候，我们首先计算当前已分配的能效大小，并计算各子载波在进行一比特加载时所带来的能效，并将计算结果降序排列，若存在加载单比特所带来能效高于当前能效值的子载波，我们将该子载波及其排序在前的子载波均加载一比特，重复计算比对，直至不存在加载单比特所带来能效高于当前能效值的子载波，加载完成，最终实现OFDM系统下能效最大的快速比特加载。本发明的优点为：每次计算各子载波在进行一比特加载所带来的能效后，将计算结果降序排列，若查询到存在加载单比特所带来能效高于当前能效值的子载波，我们将该子载波及其排序在前的子载波均加载一比特，实现高效快速的比特加载。

Description

一种OFDM系统下能效最大的快速比特加载方法及装置

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及能量效率和比特加载。

背景技术

OFDM可以适应多径衰落环境，并且具有低复杂性，可以实现宽带多媒体通信系统。OFDM作为多载波传输技术之一，由于其适应多径及减小均衡器的复杂性等特点被业界广泛关注研究着。

随着移动通信产业飞速发展，能源消耗越来越引人关注，能够高效的传输信息已经成为人们研究的热点。随着绿色通信概念的兴起，一些组织比如IEEE，已经开始研究能量效率协议。

随着OFDM技术的广泛研究应用和能量效率研究成为热点，一种OFDM系统下能够实现能效最大的整数比特加载实现方法及装置迫切需要。对于当前的比特加载装置，如华为技术有限公司，张德明、刘长娥提出的比特分配方法、编码装置及解码装置等均没有考虑整个系统的能效问题，在现有的一些能效最大化的方案和设计中对于整数比特加载都没有比较优秀的方案。因此一种OFDM系统下能效最大的快速比特加载方法及装置迫切需要。

基于上述问题，本发明提出一种OFDM系统下能效最大的快速比特加载方法及装置。本发明能够在OFDM系统下，完成能量效率最大的整数比特快速加载，区别于贪婪加载，我们在进行比特分配的时候，首先计算当前已分配的能效大小，并计算各子载波在进行一比特加载时所带来的能效，并将计算结果降序排列，若存在加载单比特所带来能效高于当前能效值的子载波，我们将该在载波及其排序在前的子载波均加载一比特，重复计算比对，直至不存在加载单比特所带来能效高于当前能效值的子载波，加载完成，最终实现OFDM系统下能效最大的快速比特加载。

发明内容

本发明能够在OFDM系统下，完成能量效率最大的整数比特快速加载。具体步骤为：

步骤一：计算出每个子载波加载一比特所带来的能效值

l=1,2,...N，N为子载波个数，比较得到加载一比特带来能效最大的子载波，并分配一比特给这个子载波。

其中为第L个子载波加载第一比特需要的功率值，

为第L个子载波加载一比特需要的功率值,b_l为第L个子载波分配的比特数，γ_l为第L个子载波信噪比，BER为误比特率，P_Tl,1为第L个子载波加载一比特产生的周遭电路损耗功率。

步骤二：计算当前比特加载下的能量效率并计算所有子载波加载下一比特时所带来的能效l=1,2,...N，我们将计算的e_l,next，l=1,2,...N降序排列，找出e_l,next最小的e_l,min，若e_l,min>e_now我们把所有子载均分配一个比特，继续计算对比；当e_l,min<_enow，我们找出满足e_l,min>e_now的最小的e_l,min，将排序排序在e_l,min之前的所有子载波和e_l,min所对应的子载波均加载一个比特，直至加载完毕。其中 ${\mathrm{\&Delta;P}}_{l,\mathrm{next}}=P_{l,b_l+1}-P_{l,b_l}=\frac{\ln \left(5\mathrm{BER}\right)}{1.6\mathrm{\&gamma;}}{2}^{b_l},$ P_Tl,next为第L个子载波加载下一比特产生的周遭电路损耗功率，P_Tl为第L个子载波现有比特产生的周遭电路损耗功率。

本发明所提出的OFDM系统下能效最大的整数比特快速加载方法及装置能够在OFDM系统下，完成能量效率最大的整数比特快速加载。本发明的有以下的优点为：

(1)能够实现OFDM系统下最优能效的整数比特加载。

(2)在进行比特加载时，采用快速分配算法能够快速分配比特，达到高效率的效果。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1是本发明一个实施例的装置示意图。

图2是本发明一个实施例的具体流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明进行详细阐述。

图1是本发明一个实施例的装置示意图。

本发明能够在OFDM系统下，完成能量效率最大的整数比特快速加载。下面详细说明每个装置进行解释说明：

当前能效计算器，其作用是计算当前已经加载的比特所带来的能量效率。

子载波加载带来能效计算器1，其作用是初始化装置，加载第一比特给OFDM系统。

比特加载器，其作用是当初始化装置和需要向子载波加载比特以获得更高的能量效率，向指定的子载波加载一个比特。

子载波加载带来能效计算器2，其作用是计算每个子载波在当前状态下加载下一比特所能带来的能效值。用来和当前能效计算器的输出作对比，判断当前状态是否为能效最大状态。

比较器，其作用是判断当前能效计算器和子载波加载带来能效计算器2输出的大小，从而判断当前状态是否为能效最大状态，若不是则将信息反馈给比特加载器，继续加载，若是则停止加载，完成比特加载过程。

图2为本发明一个实施例的具体算法流程，主要包括以下步骤。

在步骤201中，首先计算出每个子载波加载一比特所带来的能效值，该步骤是为了给OFDM系统加载第一个比特。

在步骤202中，加载第一比特到带来能效最大的子载波上。根据步骤201计算得到的每个子载波加载一比特所带来的能效值，选取能效值最大的子载波加载第一比特。

在步骤203中，计算所有子载波在加载单比特时所带来的能效值，并且将计算结果降序排列。该做法的好处是能够做到快速比对能效的大小和方便进行快速加载。

在步骤204中，计算OFDM系统当前能效。所谓的当前能效指的是当前系统加载所有比特与其发送能量和周遭电路损耗功率之和的比。

在步骤205中，比较是否存在一个子载波加载单比特带来的能效大于当前能效。该步骤是比较步骤203步骤204所计算的当前能效和各子载波加载一比特带来的能效的大小。

在步骤206A中，若步骤205中存在一个子载波加载一比特带来的能效大于当前能效，则可以加载这一比特给该子载波及其排序在前的所有子载波。

在步骤206B中，若步骤205中不存在若存在一个子载波加载一比特带来的能效大于当前能效则停止加载。若无这样的子载波，证明现有的加载状态已经使OFDM系统能效最大。

在步骤207中，加载完成，由步骤206B加载完成的状态即为能效最大的OFDM系统。

Claims (4)

1.一种OFDM系统下能效最大的快速比特加载方法，其特征在于，本发明能够在OFDM系统下，完成能量效率最大的整数比特快速加载。其实现步骤步骤为：

步骤一：计算出每个子载波加载一比特所带来的能效值

l=1,2,...N，N为子载波个数，比较得到加载一比特带来能效最大的子载波，并分配一比特给这个子载波。

其中为第L个子载波加载第一比特需要的功率值，

为第L个子载波加载一比特需要的功率值,b_l为第L个子载波分配的比特数，γ_l为第L个子载波信噪比，BER为误比特率，P_Tl,1为第L个子载波加载一比特产生的周遭电路损耗功率。

步骤二：计算当前比特加载下的能量效率

并计算所有子载波加载下一比特时所带来的能效

l=1,2,...N，我们将计算的e_l,next，l=1,2,...N降序排列，找出e_l,next最小的e_l,min，若e_l,min>e_now我们把所有子载均分配一个比特，继续计算对比；当e_l,min<e_now，我们找出满足e_l,min>e_now的最小的e_l,min，将排序排序在e_l,min之前的所有子载波和e_l,min所对应的子载波均加载一个比特，直至加载完毕。其中 ${\mathrm{\&Delta;P}}_{l,\mathrm{next}}=P_{l,b_l+1}-P_{l,b_l}=\frac{\ln \left(5\mathrm{BER}\right)}{1.6\mathrm{\&gamma;}}{2}^{b_l},$ P_Tl,next为第L个子载波加载下一比特产生的周遭电路损耗功率，PTl为第L个子载波现有比特产生的周遭电路损耗功率。

2.根据权利要求1所述的能量效率，其特征在于，其计算方法为发送比特数与发送功率及周遭电路耗费功率和之比。

3.根据权利要求1所属的比特加载过程，我们采用快速加载方法，其特征在于，我们将计算的各子载波加载一比特所带来的能效降序排列，找出带来能效最小的子载波，若该子载波产生能效大于当前系统能效，我们把所有子载均分配一个比特，继续计算对比；当带来最小能效的子载波不大于当前系统能效时，我们找出降序排列中满足加载一比特带来能效大于当前系统能效的子载波，将排序排在该子载波之前的所有子载波和该子载波在内均加载一个比特，继续比对判断直至加载完毕。

4.根据权利要求1所述的OFDM系统下能效最大的整数比特加载方法的实现装置，由当前能效计算器，子载波加载带来能效计算器1，

比特加载器，子载波加载带来能效计算器2，比较器五部分构成。当前能效计算器，其作用是计算当前已经加载的比特所带来的能量效率。子载波加载带来能效计算器1，其作用是初始化装置，加载第一比特给OFDM系统。比特加载器，其作用是当初始化装置和需要向子载波加载比特以获得更高的能量效率，向指定的子载波加载一个比特。子载波加载带来能效计算器2，其作用是计算每个子载波在当前状态下加载下一比特所能带来的能效值。用来和当前能效计算器的输出作对比，判断当前状态是否为能效最大状态。比较器，其作用是判断当前能效计算器和子载波加载带来能效计算器2输出的大小，从而判断当前状态是否为能效最大状态，若不是则将信息反馈给比特加载器，继续加载，若是则停止加载，完成比特加载过程。

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