CN104023400B - 针对ofdm基站系统的下行信道按需分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，所述方法包括先验信息获得、业务控制、用户优先级排序以及信道分配策略制定。本发明方法可以使基站实现下行吞吐量逼近下行容量，既支持了更多用户的业务需求，又为多用户的不同业务提供不同的服务质量保障，一定程度上实现了无线资源的最大化利用和按需合理分配，在最大化基站下行吞吐量的同时更好的支持不同用户的不同业务的服务质量要求，在理论和实际应用中都有较高的价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种下行信道的分配方法，尤其一种是针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法。属于无线数字通信技术领域。
背景技术
链路自适应传输技术是根据信道变化来自适应地改变调制方式、编码率和功率分配等参数，在传输错误性能允许的情况下最高效率地利用无线链路资源。目前民用3G、4G和WIMAX基站系统都支持这项技术并为该技术制定了详细的标准。
基站可以根据所获得的用户信道状态信息，利用无线信道的时变特性，把资源分配给信道条件较好的用户，从而通过多用户分集增益来有效提高基站系统的实际吞吐量，提升基站系统的整体通信性能。OFDM技术作为4G移动宽带通信基站系统的物理层核心技术，其多载波特性给无线资源管理带来了很大的难度，但同时也带来了巨大的机遇。目前已有的一些资源动态分配算法，如各种形式的比例公平算法等，都仅仅考虑利用各个用户的当前信道状态，先验信息太少，因此无法实现资源的有序分配，性能无法达到最优，无法支持目前品种越来越多的不同业务的不要服务质量要求。
传统的一些无线资源调度算法，如各种形式的比例公平算法，以分配效率和公平性的折中为出发点，都仅能实现不同用户的速率趋同，却无法支持多用户的不同业务速率要求，即按需分配。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种可以在尽可能最大化下行吞吐量的同时，满足不同用户的不要业务速率要求的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，所述方法包括以下步骤：
1)基站系统在每个时间为T的基本时频资源调度块上采用自适应调制编码技术，根据每个子信道上的信道状态信息在共享信道上应用不同的调制编码方案，并设在某一段时间内，基站需要同时支持K个均匀分布在小区内且处于静止或低速移动状态的用户的下行业务需求；
2)先验信息获得：经过事先的记录，基站在制定信道分配策略的起始点上已经获得了这K个用户在之前的M个基本传输块时间内在所有L个子信道上的信道状态统计矩阵；其中M≥1000；
3)根据子信道的数量、每个子信道的带宽以及信道状态达到最大值时对应调制编码方案的频率利用率，获得基站的下行信道容量，从而得到下行K个用户业务要求速率之和；
4)业务控制：如果此时下行K个用户业务要求速率之和大于信道容量理论值的0.9，根据事先规定好的业务优先级来逐步降低一些低等级业务的要求速率，甚至放弃部分业务，直到所有业务的要求速率之和降低至信道容量理论值的0.9左右；如果此时下行K个用户业务要求速率之和小于信道容量理论值的0.7，则启用业务控制措施，提高那些速率非受限业务的要求速率，直到业务要求速率之和提高至信道容量理论值的0.85左右；
5)对K个用户在子信道上的优先级进行排序，并根据K个用户在子信道上的优先级制定信道分配策略。
优选的，步骤2)所述K个用户在前M个基本传输块时间内的信道状态统计矩阵，如下式：
其中，Prl,k,n表示在第l个子信道上，第k个用户在前M个基本传输块时间内信道状态为n的次数总和与M的比值；1≤l≤L，1≤k≤K，1≤n≤N。
优选的，所述步骤3)所述基站的下行信道容量，如下式：
C＝0.95×B×L×rN (2)
其中，B为每个子信道的带宽，L为子信道的数量，rN为信道状态达到最大值N时对应调制编码方案的频率利用率。
优选的，所述步骤5)具体如下：
5.1)设经过步骤4)的业务控制后，若K个用户的业务都没有被放弃，业务要求速率调整为基于式(1)的矩阵计算：
其中，θ1,k,n表示在第一个子信道上第k个用户的信道状态为n且其余用户的信道状态都小于该值的概率大小，1≤k≤K，1≤n≤N；然后计算：
其中，λ1,k表示在第一个子信道上第k个用户在自己信道状态值大于其它用户情况下即可占用该子信道时获得的预估调度符号速率和其业务要求速率的比值；基于λ1,k的值大小对K个用户进行优先级排序，值越小用户优先级越高，根据排序结果对式(1)的矩阵进行位置调整，调整后矩阵为：
5.2)基于式(5)，令
其中，1≤k≤K，1≤r≤N，1≤n≤N；
计算如下数值：
其中，表示这些向量的卷积运算，[x]n-1表示向量的第n-1个元素；再计算：
根据λ1,k的优先级排序结果，在第一个子信道的调度过程中，对于该信道上的某个时频调度块，所有用户中信道状态值达到最大值且优先级最高的唯一用户将获得该时频调度块的使用权；而δ1,k则表示在这种调度规则下第k个用户的在第一个子信道的调度窗口内所获得的理论平均调度速率；
5.3)对于第二个子信道，如果有部分用户在第一个子信道上所获得理论平均调度速率不小于其调整后的业务要求速率，则已经满足的用户就放弃第二子信道及后续的子信道的竞争；如果所有用户在第一个子信道上所获得理论平均调度速率都小于其调整后的业务要求速率，则基于式(1)的矩阵计算：
其中，θ2,k,n表示在第二个子信道上第k个用户的信道状态为n且其余用户的信道状态都小于该值的概率大小，1≤k≤K，1≤n≤N；然后计算：
其中，λ2,k表示在第二个子信道上第k个用户在自己信道状态值大于其它用户情况下即可占用该子信道时获得的预估调度符号速率和其业务要求速率的比值；根据λ2,k的优先级排序结果，在第二个子信道的调度过程中，对于该信道上的某个时频调度块，信道状态值达到最大值且优先级最高的唯一用户将获得该时频调度块的使用权；
5.4)采用第一个子信道的方法来计算在这种调度规则下第k个用户的在第二个子信道的调度窗口内所获得的理论平均调度速率δ2,k；
5.5)对于第三个子信道，如果某一个用户在第一子信道和第二子信道获得调度速率理论值之和大于其调整后的业务要求速率，则已经满足的用户就放弃第三子信道及后续的子信道的竞争；反之则计算所有用户在第三个子信道的优先级情况；
5.6)持续子信道的分配过程，直到所有用户的要求速率都获得满足或者是所有的子信道都分配完毕。
优选的，所述步骤5)的子信道分配过程中，如果某一个用户在前面所有子信道获得的调度速率理论值之和尚未超过其业务要求速率，但加入当前子信道所获得调度速率理论值就超过其业务要求速率的3％时，则设超过部分的比例为x，当该用户在当前子信道获得调度机会后，则产生一个在区间[0,1]均匀分布的随机数ω，如果则该用户获得该调度块的使用权；如果则调度机会由其它用户公平竞争。
优选的，所述方法还包括：
如果业务中存在时延指标要求较低的实时业务，则以业务最大允许时延为周期，为每个实时业务都分配少量在时域或频域上相互错开的专用时频资源调度块；当实时业务的数据时延逼近最大时延时，则直接占用该时隙，如果不使用该时隙，则所有用户根据步骤5)进行竞争使用。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
1、本发明方法针对支持链路自适应传输技术的OFDM基站系统，为该基站系统处于静态或低速移动状态的多用户提供一套基于用户信道状态统计信息的下行信道按需分配技术，可以使基站实现下行吞吐量逼近下行容量，既支持了更多用户的业务需求，又为多用户的不同业务提供不同的服务质量保障，一定程度上实现了无线资源的最大化利用和按需合理分配。
2、本发明方法利用静态或低速移动用户信道状态统计特征保持长时间稳定的特性(该特性是经过大量研究得到的)，在古典概率学的帮助下实现了可量化的无线信道资源分配，可以在最大化基站下行吞吐量的同时更好的支持不同用户的不同业务的服务质量要求，在理论和实际应用中都有较高的价值。
附图说明
图1为本发明实施例1的基本调度块示意图。
图2为本发明实施例1的基站下行链路的业务情况示意图。
图3为本发明实施例1的基站下行调度策略的制定示意图。
图4为本发明实施例1的基站在每个调度窗口内的时隙平均下行吞吐量波形图。
图5为本发明实施例1的第一种业务的30个用户在每个调度窗口获得的平均调度速率波形图。
图6为本发明实施例1的第二种业务的30个用户在每个调度窗口获得的平均调度速率波形图。
图7为本发明实施例1的第三种业务的10个用户在每个调度窗口获得的平均调度速率波形图。
图8为本发明实施例1的第四种业务的10个用户在每个调度窗口获得的平均调度速率波形图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的下行信道按需分配方法，具体包括以下步骤：
1)设基站信号发射功率为Pmax，每个子信道由一组数量相同的连续子载波组成，子信道的数量为L，每个子信道的带宽为B Hz，其标号为1～L，并规定一个子信道在一次调度中只能归一个用户使用，且发射功率均匀分布在所有子载波上。基站系统可以实时获得用户在每个子信道上的信道状态信息(CSI，数量为N＝2k)，并在每个时间为T的基本时频资源调度块上采用自适应调制编码技术，如图1所示，根据每个子信道上的信道状态信息CSI在共享信道上应用不同的调制编码方案(MCS，共N＝2k个方案，频谱利用率依次为r1,r2,...,rN)；
设在某一段时间内，基站需要同时支持K个均匀分布在小区内且处于静止或低速移动状态的用户的下行业务需求，如图2所示，其业务要求速率依次为R_request＝[R1,R2,...,RK]；
2)先验信息获得：如图3所示，经过事先的记录，基站在制定信道分配策略的起始点上已经获得了这K个用户在之前的M个基本传输块时间内在所有L个子信道上的信道状态统计矩阵，如下式：
其中，Prl,k,n表示在第l个子信道上，第k个用户在前M个基本传输块时间内信道状态为n的次数总和与M的比值；M≥1000，1≤l≤L，1≤k≤K，1≤n≤N；
3)如果在调度时总是把信道分配给某一个信道状态值最大的用户，则实际吞吐量等于信道容量；考虑到在下行用户数量达到一定数量后，所有用户在每个子信道的信道状态最大值为的概率将趋于1，则将基站的下行信道容量设定为
C＝0.95×B×L×rN (2)
其中，rN为信道状态达到最大值N时对应调制编码方案的频率利用率；
4)业务控制
如果此时下行K个用户业务要求速率之和大于信道容量理论值的0.9，即
这说明业务要求速率过大，基站很有可能无法同时满足这些业务的服务质量要求，因此将启用业务控制措施，根据事先规定好的业务优先级来逐步降低一些低等级业务的要求速率，甚至放弃部分业务，直到所有业务的要求速率之和降低至信道容量理论值的0.9左右；
如果此时下行K个用户业务要求速率之和小于信道容量理论值的07，即
这说明业务要求速率过小，很有可能造成下行链路资源浪费现象。因此将启用业务控制措施，一定程度上提高那些速率非受限业务(如FTP下载业务)的要求速率，直到业务要求速率之和提高至信道容量理论值的0.85左右；
5)对K个用户在子信道上的优先级进行排序，并根据K个用户在子信道上的优先级制定信道分配策略，具体如下：
5.1)不失一般性，设经过步骤4)的业务控制后，若K个用户的业务都没有被放弃，业务要求速率调整为基于式(1)的矩阵计算：
其中，θ1,k,n表示在第一个子信道上第k个用户的信道状态为n且其余用户的信道状态都小于该值的概率大小，1≤k≤K，1≤n≤N；然后计算：
其中，λ1,k表示在第一个子信道上第k个用户在自己信道状态值大于其它用户情况下即可占用该子信道时获得的预估调度符号速率和其业务要求速率的比值，λ1,k的值越大，一定程度说明第k个用户在第一个子信道上信道条件越好或要求速率较低，基于该值大小对用户进行优先级排序，值越小用户优先级越高，根据排序结果对式(1)的矩阵进行位置调整，调整后矩阵为：
5.2)基于式(5)，令
其中，1≤k≤K，1≤r≤N，1≤n≤N；
计算如下数值：
其中，表示这些向量的卷积运算，[x]n-1表示向量的第n-1个元素；再计算：
根据λ1,k的优先级排序结果，在第一个子信道的调度过程中，对于该信道上的某个时频调度块，所有用户中信道状态值达到最大值且优先级最高的唯一用户将获得该时频调度块的使用权；而δ1,k则表示在这种调度规则下第k个用户的在第一个子信道的调度窗口内所获得的理论平均调度速率；
5.3)对于第二个子信道，如果有部分用户在第一个子信道上所获得理论平均调度速率不小于其调整后的业务要求速率，则已经满足的用户就放弃第二子信道及后续的子信道的竞争；如果所有用户在第一个子信道上所获得理论平均调度速率都小于其调整后的业务要求速率，则基于式(1)的矩阵计算：
其中，θ2,k,n表示在第二个子信道上第k个用户的信道状态为n且其余用户的信道状态都小于该值的概率大小，1≤k≤K，1≤n≤N；然后计算：
其中，λ2,k表示在第二个子信道上第k个用户在自己信道状态值大于其它用户情况下即可占用该子信道时获得的预估调度符号速率和其业务要求速率的比值；根据λ2,k的优先级排序结果，在第二个子信道的调度过程中，对于该信道上的某个时频调度块，信道状态值达到最大值且优先级最高的唯一用户将获得该时频调度块的使用权；
5.4)采用第一个子信道的方法，即式(6)，来计算在这种调度规则下第k个用户的在第二个子信道的调度窗口内所获得的理论平均调度速率δ2,k；
5.5)对于第三个子信道，如果某一个用户在第一子信道和第二子信道获得调度速率理论值之和大于其调整后的业务要求速率则已经满足的用户就放弃第三子信道及后续的子信道的竞争；反之则计算所有用户在第三个子信道的优先级情况；
5.6)持续子信道的分配过程，直到所有用户的要求速率都获得满足或者是所有的子信道都分配完毕。
在子信道分配过程中，如果某一个用户在前面所有子信道获得的调度速率理论值之和尚未超过其业务要求速率，但加入当前子信道所获得调度速率理论值就超过其业务要求速率的3％时，则设超过部分的比例为x，当该用户在当前子信道获得调度机会后，则产生一个在区间[0,1]均匀分布的随机数ω，如果则该用户获得该调度块的使用权；如果则调度机会由其它用户公平竞争。
6)上述算法只能提供概率意义上的业务要求速率的充分满足，仅能保证在较长一段时间内使各个业务的实际下行速率达到其要求速率。为更好支持实时业务(如语音)的低时延要求，如果业务中存在时延指标要求较低的实时业务，则以业务最大允许时延为周期，为每个实时业务都分配少量在时域或频域上相互错开的专用时频资源调度块。当实时业务的数据时延逼近最大时延时，则在其专用时隙上不管其信道状态如何，可以直接占用该时隙，如果不使用该时隙，则所有用户根据上述算法进行竞争使用。
无线信道最主要的特征是信道强度随时间和频率的变化，这种变化可以大致分为两类：大尺度衰落和小尺度衰落。其中，大尺度衰落是由随距离变化的信号路径损耗以及由各种大型障碍物的阴影造成的，小尺度衰落主要是由于多条信号路径的相长干扰和相消干扰造成的。当发射机与接收机都保持固定时，一般来说大尺度衰落不随时间发生变化，而小尺度衰落随时间的变化可能会很剧烈。
本发明方法中，由于基站的所有用户都假定处于静态或低速运动状态，和基站的距离变化比较缓慢，因此可以认为在2个连续较短时间段内(数秒级别)，用户信号在某个子信道上的信道状态的时变性主要是由小尺度衰落因素造成的，而非用户移动性造成的。小尺度衰落虽然具备很强的时变性，但大量研究表明，在绝大部分的情景下小尺度衰落值是满足一定的概率分布的。
基于上述分析，对于某一子信道，本发明方法认为用户在任意的M个基本调度块时间内的信道状态统计情况和后续的M个基本调度块时间内的信道状态统计情况非常接近。设某用户在某一个基本调度块时间上的信道状态为满足一概率分布的离散随机变量，则K个相互独立的用户信道状态随机变量组成了一个K维离散概率空间Ω，一共包含了NK个基本事件。
定义事件域{Al,k,n,1≤l≤N,1≤k≤K,1≤n≤K}，其中事件域Al,k,n表示在一个基本调度块上，K个用户信道状态的最大值为l，且第k个用户到第k-1个用户的信道状态值都小于l，且第个用户信道状态值为，且第k+1个到第k个用户信道状态值一共有n-1个为l。
根据上述定义有如下结论：
即事件域{Al,k,n,1≤l≤N,1≤k≤K,1≤n≤K}将用户的K维离散概率空间进行无重叠完备切割。
设
ak,r＝Pk,r；1≤k≤K,1≤r≤N
根据相关定义，事件域Al,k,n的发生概率大小为
如果事先规定在某个调度块上当事件域Al,k,n出现时，第k个用户就获得了该调度块的使用权。则在较长一段时间内，第k个用户其获得的下行速率理论值为
为验证本发明方法的分配效果，下面给出相关的仿真结果；设一个包含40个子信道的OFDM基站系统需要同时支持80个均匀分布在小区内的用户的下行业务需求。系统在每个调度时隙上都可以根据用户的理想反馈采用表1中方案来获得最大的传输速率。归一化后，基站的整个带宽在单位时间里采用这7个调制编码方案的下行数据量依次为1/4、1/2、1、3/2、2、3和4。
| 调制方案 | 编码码率 | 符号速率 | 要求信噪比 |
| BPSK | 1/4 | 1/4 | -2.9dB |
| BPSK | 1/2 | 1/2 | -0.2dB |
| QPSK | 1/2 | 1 | 2.2dB |
| 8PSK | 1/2 | 3/2 | 5.2dB |
| 8PSK | 2/3 | 2 | 8.4dB |
| 64QAM | 1/2 | 3 | 11.8dB |
| 64QAM | 2/3 | 4 | 15.1dB |
表1数据传输方案
这里综合考虑大尺度衰落和小尺度衰落方面的影响，在整个调度过程，用户都处于低速和静止状态，即大尺度衰落因子变化速率较慢，且不同调度时隙上的信道情况保持相互独立，同时用户在不同子信道的信道状态保持相互独立。
基站在每个子信道上的下行发射功率都为48dB，初始化时80个用户的大尺度衰落系数在区间[-36,-30]dB上满足均匀分布，调度窗口包含M＝1000个调度时隙，且每个用户在相邻两个调度窗口的大尺度衰落系数变化值从区间[-0.2,0.2]dB上随机抽取，而在含100个调度窗口，总共含105个调度时隙的调度过程中每个子信道的小尺度衰落系数均为满足均值为1的瑞利衰落分布。
传统的一些信道分配算法，如各种类型的比例公平算法，其出发点主要是实现用户的分配速率的趋同，却无法实现多种不同要求速率的满足。而本发明方法提供的信道分配技术的主要优点就是可以在尽可能最大化下行吞吐量的同时，满足不同用户的不要业务速率要求。因此假定下行业务中有4种不同的非实时业务，业务要求速率比值为1：2：4：8，这4种业务的用户数量分别为30、30、10和10个。
设这80个用户的下行业务要求速率之和为3.85，则归一化这4种业务的要求速率依次为11/600≈0.0183、11/300≈0.0367、11/150≈0.0733和11/75≈0.1467。
图4给出了基站的在整个调度过程中基站在每个调度窗口内的每个时隙的平均下行吞吐量；而图5、图6、图7和图8分别依次给出了在整个调度过程中第一种业务的30个用户，第二种业务的30个用户，第三种业务的10个用户，和第四种业务的10个用户在每个调度窗口内的每个时隙所获得平均下行实际速率值，其中图中的水平线为该种业务的要求速率。从图4可以看出，基站下行吞吐量在3.98至4之间，基本上逼近了基站的下行容量值；
图5至图8的结果则表明，虽然80个用户的下行业务包含了4种要求速率不同的业务，且每个用户的信道状况互不相同，但本发明提供的算法充分利用无线信道的时变性，可以在极大化系统吞吐量的同时，使得每个用户获得与其业务要求速率相匹配的调度速率，使基站系统的无线资源获得了充分利用和合理的按需分配使用。
从本发明的整套算法的调度过程可以看出，利用静态或低速移动用户信道状态统计特征保持长时间稳定的特性，在古典概率学的帮助下实现了可量化的无线信道资源分配，可以在最大化基站下行吞吐量的同时更好的支持不同用户的不同业务的服务质量要求，在理论和实际应用中都有较高的价值。
以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
Claims (3)
1.针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
1)基站系统在每个时间为T的基本时频资源调度块上采用自适应调制编码技术，根据每个子信道上的信道状态信息在共享信道上应用不同的调制编码方案，并设在某一段时间内，基站需要同时支持K个均匀分布在小区内且处于静止或低速移动状态的用户的下行业务需求；
2)先验信息获得：经过事先的记录，基站在制定信道分配策略的起始点上已经获得了这K个用户在之前的M个基本传输块时间内在所有L个子信道上的信道状态统计矩阵；如下式：
其中，Prl,k,n表示在第l个子信道上，第k个用户在前M个基本传输块时间内信道状态为n的次数总和与M的比值；1≤l≤L，1≤k≤K，1≤n≤N，M≥1000；
3)根据子信道的数量、每个子信道的带宽以及信道状态达到最大值时对应调制编码方案的频率利用率，获得基站的下行信道容量，从而得到下行K个用户业务要求速率之和；所述基站的下行信道容量，如下式：
C＝0.95×B×L×rN (2)
其中，B为每个子信道的带宽，L为子信道的数量，rN为信道状态达到最大值N时对应调制编码方案的频率利用率；
4)业务控制：如果此时下行K个用户业务要求速率之和大于信道容量理论值的0.9，根据事先规定好的业务优先级来逐步降低一些低等级业务的要求速率，甚至放弃部分业务，直到所有业务的要求速率之和降低至信道容量理论值的0.9；如果此时下行K个用户业务要求速率之和小于信道容量理论值的0.7，则启用业务控制措施，提高那些速率非受限业务的要求速率，直到业务要求速率之和提高至信道容量理论值的0.85；
5)对K个用户在子信道上的优先级进行排序，并根据K个用户在子信道上的优先级进行信道分配，具体如下：
5.1)设经过步骤4)的业务控制后，若K个用户的业务都没有被放弃，业务要求速率调整为基于式(1)的矩阵计算：
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<mi>r</mi>
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<mo>,</mo>
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</mrow>
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</mrow>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，θ1,k,n表示在第一个子信道上第k个用户的信道状态为n且其余用户的信道状态都小于该值的概率大小，1≤k≤K，1≤n≤N；然后计算：
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mo>,</mo>
<mi>k</mi>
</mrow>
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<mo>=</mo>
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</mfrac>
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<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>4</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，λ1,k表示在第一个子信道上第k个用户在自己信道状态值大于其它用户情况下即可占用该子信道时获得的预估调度符号速率和其业务要求速率的比值；基于λ1,k的值大小对K个用户进行优先级排序，值越小用户优先级越高，根据排序结果对式(1)的矩阵进行位置调整，调整后矩阵为：
5.2)基于式(5)，令
<mrow>
<msub>
<mi>b</mi>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mo>,</mo>
<mi>k</mi>
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</mrow>
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</mrow>
其中，1≤k≤K，1≤r≤N，1≤n≤N；
计算如下数值：
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<mn>1</mn>
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</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
其中，表示这些向量的卷积运算，[x]n-1表示向量的第n-1个元素；再计算：
<mrow>
<msub>
<mi>&delta;</mi>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mo>,</mo>
<mi>k</mi>
</mrow>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>6</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
根据λ1,k的优先级排序结果，在第一个子信道的调度过程中，对于该信道上的某个时频调度块，所有用户中信道状态值达到最大值且优先级最高的唯一用户将获得该时频调度块的使用权；而δ1,k则表示在这种调度规则下第k个用户的在第一个子信道的调度窗口内所获得的理论平均调度速率；
5.3)对于第二个子信道，如果有部分用户在第一个子信道上所获得理论平均调度速率不小于其调整后的业务要求速率，则已经满足的用户就放弃第二子信道及后续的子信道的竞争；如果所有用户在第一个子信道上所获得理论平均调度速率都小于其调整后的业务要求速率，则基于式(1)的矩阵计算：
<mrow>
<msub>
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<mn>2</mn>
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<mi>k</mi>
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</mrow>
</mrow>
其中，θ2,k,n表示在第二个子信道上第k个用户的信道状态为n且其余用户的信道状态都小于该值的概率大小，1≤k≤K，1≤n≤N；然后计算：
<mrow>
<msub>
<mi>&lambda;</mi>
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<mn>2</mn>
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</mfrac>
<mo>-</mo>
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<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>8</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中，λ2,k表示在第二个子信道上第k个用户在自己信道状态值大于其它用户情况下即可占用该子信道时获得的预估调度符号速率和其业务要求速率的比值；根据λ2,k的优先级排序结果，在第二个子信道的调度过程中，对于该信道上的某个时频调度块，信道状态值达到最大值且优先级最高的唯一用户将获得该时频调度块的使用权；
5.4)采用第一个子信道的方法来计算在这种调度规则下第k个用户的在第二个子信道的调度窗口内所获得的理论平均调度速率δ2,k；
5.5)对于第三个子信道，如果某一个用户在第一子信道和第二子信道获得调度速率理论值之和大于其调整后的业务要求速率，则已经满足的用户就放弃第三子信道及后续的子信道的竞争；反之则计算所有用户在第三个子信道的优先级情况；
5.6)持续子信道的分配过程，直到所有用户的要求速率都获得满足或者是所有的子信道都分配完毕。
2.根据权利要求1所述的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于：所述步骤5)的子信道分配过程中，如果某一个用户在前面所有子信道获得的调度速率理论值之和尚未超过其业务要求速率，但加入当前子信道所获得调度速率理论值就超过其业务要求速率的3％时，则设超过部分的比例为x，当该用户在当前子信道获得调度机会后，则产生一个在区间[0,1]均匀分布的随机数ω，如果则该用户获得该调度块的使用权；如果则调度机会由其它用户公平竞争。
3.根据权利要求1所述的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于所述方法还包括：
如果业务中存在时延指标要求较低的实时业务，则以业务最大允许时延为周期，为每个实时业务都分配少量在时域或频域上相互错开的专用时频资源调度块；当实时业务的数据时延逼近最大时延时，则直接占用实时业务的专用时隙，如果不使用该时隙，则所有用户根据步骤5)进行竞争使用。
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