TWI426725B - 用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置方法及其裝置 - Google Patents

用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置方法及其裝置 Download PDF

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Description

用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置 方法及其裝置
本發明是有關於一種資源配置方法及其裝置，且特別是有關於一種用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工(multi－users multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing，MU－MIMO－OFDM)系統的資源配置方法及其裝置。
儘管已經有很多的研究致力於正交分頻多工(output orthogonal frequency division multiplexing，OFDM)系統中的功率和頻寬配置方法，但是這些研究通常僅考慮如何在固定的總功率的限制下指定(assign)功率給每一個子通道(sub－channel)。最近，多輸入多輸出(multiple input multiple output，MIMO)系統被廣泛地研究。藉由採用MIMO系統，系統的傳送率(transmission rate)可以被大量地增加。但是，因為MIMO系統將其功率分割(divide)給其天線中的每一個，所以其覆蓋範圍(covering range)會小於單輸入單輸出(single input single output，SISO)系統的覆蓋範圍。
在多用戶的環境下，排程演算法(scheduling algorithm)可以用來增強具有最小訊號強度的天線之訊號強度，因此其軟性覆蓋(soft coverage)的能力可以獲得增強，而且不需增加任何傳送功率給其硬體。
MIMO－OFDM(multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing,MIMO－OFDM)系統不僅能夠增加無線通訊系統的容量，而且已經成為無線通訊系統的主流技術，例如，IEEE 802.16m WiMax、3GPP LTE之類的下一世代無線寬頻通訊系統皆採用MIMO－OFDM系統來當作實體層的傳輸技術。然而與OFDM系統不同的是，MIMO－OFDM系統具有多個特徵模式鍵結(eigenmode link)，以及最小的特徵模式鍵結容易受路徑損耗(path loss)和通道衰減(channel fading)的影響。由於路徑損耗和通道衰落，最小特徵模式鍵結的訊號雜訊比(the signal to noise ratio，SNR)或者容量可能無法滿足需求，而可能發生鍵結失效(link outage)。因此，上述的現象將無法使得MIMO系統中的每一個子通道都獲得多工的效果。
在實際應用中，因為用戶對於網際網路服務提供商支付不同的價格以傳送不同大小的資料，所以通訊系統必須提供彈性的(flexible)傳送率給每一個用戶。然而，目前很少有研究致力於具有考慮覆蓋問題之用於MU－MIMO－OFDM系統的資源配置方法。
因此，本發明之示範實施例提供了一種用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工(multi－users multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing，MU－MIMO－OFDM)系統的資源配置方法及其裝置。
根據本發明的一個示範實施例，本發明提供了一種用於MU－MIMO－OFDM系統的資源配置方法。此MU－MIMO－OFDM系統具有多個用戶和子通道，而此資源配置方法包括：(a)將多個預定子通道數目根據多個容量比率限制指定給此些用戶；(b)每一個用戶根據排程規則自此些子通道中選擇一個子通道；(c)根據此些用戶的已分配容量以及此些容量之間的比率限制，自此些用戶中選擇一個權利用戶，接著，此權利用戶根據排程規則自還沒有指定給用戶的子通道中選擇一個子通道，其中，如果指定給用戶的子通道數目等於此用戶的預定子通道數目，則此用戶退出自此些用戶中選擇一個權利用戶的競爭機制；(d)判斷指定給所有用戶的子通道數目是否等於所有用戶的預定子通道數目之總和；(e)重複地根據此些用戶之已分配的容量以及容量比率限制，自此些用戶中選擇一個權利用戶，並且讓此權利用戶根據該排程規則自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道，直到所有的子通道都被指定給此些用戶為止。
根據本發明的一個示範實施例，本發明提供了一種用於MU－MIMO－OFDM系統的資源配置裝置。此MU－MIMO－OFDM系統具有多個用戶和子通道，而此資源配置裝置包括子通道資源配置裝置。其中，子通道資源配置裝置根據多個容量比率限制將多個預定子通道數目指定給此些用戶。接著，子通道資源配置裝置讓每一個用戶根據排程規則自此些通道選擇一個子通道；接著，此子通道資源配置裝置重複地自此 些用戶中決定一個權利用戶，並讓此權利用戶根據排程規則自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道，直到被指定給所有用戶的子通道數目等於所有用戶的預定子通道數目之總和為止。接著，如果在依比例分配子通道給該些用戶後，尚有剩餘子通道未分配，子通道資源配置裝置重複地自此些用戶中選擇一個權利用戶，並讓此權利用戶根據排程規則自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道，直到所有的子通道都被指定給此些用戶為止。
根據本發明的一個示範實施例，本發明提供了一種用於MU－MIMO－OFDM系統的資源配置方法。此MU－MIMO－OFDM系統具有多個用戶和子通道，而此資源配置方法包括：(a)將此多個預指定子通道數目根據多個容量比率限制指定給此些用戶；(b)第一至第x 個子通道依序地根據排程規則自此些用戶中選擇一個用戶，如果指定給用戶的子通道數目等於其預定子通道數目，則此用戶退出被第一至第x 個子通道選擇的競爭機制，其中x 是此些預定子通道數目的總和；(c)沒有被指定給用戶的子通道中的每一個子通道根據排程規則自此些用戶中選擇一個用戶，其中，在此步驟中，被選擇的此用戶至多被選擇一次。
根據本發明的一個示範實施例，本發明提供了一種用於MU－MIMO－OFDM系統的資源配置裝置。此MU－MIMO－OFDM系統具有多個用戶和子通道，而此 資源配置裝置包括子通道資源配置裝置。其中，子通道資源配置裝置根據多個容量比率限制將多個預定子通道數目指定給此些用戶；接著，子通道資源配置裝置讓第一至第x 個子通道依序地根據排程規則自此些用戶中選擇一個用戶，其中x 是此些預定子通道的數目的總和；接著，子通道資源配置裝置讓沒有被指定給用戶的子通道中的每一個子通道根據排程規則自此些用戶中選擇一個用戶，其中，被選擇的此用戶至多被選擇一次。
根據本發明的一個示範實施例，本發明提供了一種用於MU－MIMO－OFDM系統的資源配置方法。此MU－MIMO－OFDM系統具有多個用戶和子通道，而此資源配置方法包括：(a)每一個子通道根據排程規則自此些用戶中選擇一個用戶。
根據本發明的一個示範實施例，本發明提供了一種用於MU－MIMO－OFDM系統的資源配置裝置。此MU－MIMO－OFDM系統具有多個用戶和子通道，而此資源配置裝置包括子通道資源配置裝置。子通道資源配置裝置用以讓每一個子通道根據排程規則自此些用戶中選擇一個用戶。。
因此，相較於傳統的資源配置方法及其裝置，本發明示範實施例所提供的資源配置方法及其裝置的複雜度較低。另外，本發明示範實施例所提供的資源配置方法及其裝置可以用於MU－MIMO－OFDM系 統，而且不同用戶所傳送之資料的大小可以不相同。當此資源配置方法採用極大－極小(Max－Min)排程規則時，則MU－MIMO－OFDM系統的覆蓋範圍可以獲得增加。當資源配置方法採用極大比率總和(Max Sum－Rate)排程規則，則MU－MIMO－OFDM系統的容量可以獲得增加。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉示範實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
下文特舉示範實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明。在整個說明書中，說明書以及所附圖式中的相同的參考數字表示相同或者相似的部分。
下文中的多個示範實施例提供多種用於MU－MIMO－OFDM系統的資源配置方法及其裝置。資源配置方法及其裝置根據容量比率限定來指定子通道給每一個用戶。另外，在根據容量比率限定來指定子通道給每一個用戶時，資源配置方法及其裝置同時考慮了覆蓋問題。也就是說，示範實施例所設計之子通道配置的排程演算法會考慮功率的配置。因此，對於指定給用戶的每一個子通道的鍵結品質(link quality)將可以被最大化，而且所有用戶的傳送資料的之比率也會符合要求。
對於固定的功率限制，最大化系統容量的問題可以化 為下面的方程式： ，其中子通道的數目是N，天線的數目是Mt ，用戶的數目是K，Pk,n 是第k個用戶所佔用之第n個子通道的功率，Ik,n 指示第n個子通道是否被第k個用戶所佔用，gk 是第k個用戶的通道衰落因子(channel fading factor)，亦即，gk 是區域平均通道增益(local average channel gain)的大規模慢變異性(large－scale slowly－varying behavior)，λ k ,n ,i 表示第n個子通道指定給第k個用戶時的第i個特徵模式，而σ 2 代表雜訊功率(noise power)。其中，k是從1至k的整數，n是從1至n的整數，以及i是從1至Mt 的整數。
限制C1表示總功率必須小於或者等於固定功率Pmax 。限制C2表示第k個用戶所佔用之第n個子通道的功率為正。限制C3定義指示變數(indicatior)Ik,n 的值，其中1表示第n個子通道被第k個用戶佔用，以及0表示第n個子通道沒有被第k個用戶佔用。限制C4表示第n個子通道僅被指定給此K個用戶中的一個用戶，也就是說，第n個子通道至多被一個用戶所佔用，而兩個以上的用戶不會同時佔用同一個子通道。限制C5是容量比率的限制，其中第k個用戶的容量是Ck ，Ck 表示 為：。
如同前面所述,第k個用戶所佔用的第n個子通道具有多個特徵模式(eigenmode)。需要注意的是，MIMO系統的最弱的特徵模式鍵結表示為λ k ,n ,1 。最弱的特徵模式鍵結λ k ,n ,1 會決定MIMO系統的第k個用戶所佔用之第n個子通道所能覆蓋的範圍。也就是說，最弱的特徵模式鍵結λ k ,n ,1 的通道增益是最弱的，因此在任意子通道中最弱的特徵模式鍵結λ k ,n ,1 會比較容易產生錯誤(error)，以致於在SNR較低的情況下會更進一步地產生鍵結切斷(outage)之問題。若再把較大的功率指定給較強的特徵模式鍵結，則其覆蓋範圍會因為最弱的特徵模式鍵結SNR更低而較小，亦即，在其最弱的特徵模式鍵結中，容易產生鍵結切斷的問題。因此，在第k個用戶中，其所佔用的每一個子通道之MIMO特徵模式的功率可以根據功率Pk,n 來決定。
請參照圖1，圖1為本發明的一個示範實施例所提供的用於MU－MIMO－OFDM系統之資源配置方法的流程圖。在步驟S10中，將N個子通道配置給K個用戶。其中，每一個子通道僅被指定給此K個用戶中一個用戶。接著，在步驟S12中，配置每一個子通道的功率。第k個用戶所佔用之第n個子通道的功率Pk,n 為第k個用戶的分配總功率除以被分配給第k個用戶的子通道數目。在本發明的示範實施例中，所提供的資源配置方法會先對子通道進行配置，然後才對功率進行配置，以藉此降低其複雜度。
請參照圖2A，圖2A為本發明的一個示範實施例所提供的步驟S10的流程圖。在此示範實施例中，步驟S10的 實施方式是採用具有極大－極小排程規則之用戶導向(user oriented)的子通道配置演算法。然而，圖2A所提供的示範實施例並非用於限定本發明的保護範圍。
在步驟S20中，根據容量比率限制，將預定子通道數目Nk 指定給第k個用戶。其中預定子通道數目Nk 表示待指定給第k個用戶的子通道數目。需要注意的是，預定子通道數目Nk 可以藉由方程式(1)來決定，但方程式(1)並非用於以限定本發明的保護範圍。方程式(1)的定義如下： 其中表示小於或者等於x 的最大整數。在步驟S20中，集合(set)＝{1,2,...,N }表示子通道之索引值的集合，集合＝{1,2,...,K }表示用戶之索引值的集合。起初，第k個用戶的容量Rk 會被初始為0(Rk ＝0)，而被指定給第k個用戶的子通道之索引值的集合會被初始為空集合()。在所有的預定子通道數目都被指定給所有的用戶後，計算預設剩餘子通道數目N’，其中，預設剩餘子通道數目N’可藉由方程式(2)來計算，但方程式(2)並非用以限定本發明。接著，將計數數字(counter number)和初始為1。其中，上述之方程式(2)表示如下：
接著，在步驟S21中，判斷計數數字是否大於總用戶數目K。如果計數數字大於總用戶數目K，則執行步驟S23；否則，則執行步驟S22。
在步驟S21和S22中，每一個用戶自MIMO系統的多 個子通道中選擇一個具有極大最弱特徵模式的子通道，接著更新第個用戶的容量以及集合與。
在步驟S22中，以遞降次序(descending order)排序(sort)第個用戶的所有最弱特徵模式(weakest eigenmode)鍵結(n＝1至N)，接著找到對於所有j滿足的數字m，其中j屬於集合移除數字m的數字集合(亦即，)。之後，採用數字m來更新第個用戶的容量以及集合與。將MIMO系統中的具有極大最弱特徵模式(maximal weakest eigenmode)的第m個子通道指定給第個用戶。因此，第個用戶的容量將等於(亦即，)。之後，增加(add)數字m到被指定給第k個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並且從子通道之索引值的集合中移除數字m(亦即，)。其中，被指定給第個用戶的容量表示為。最後，將計數數字和增加1(亦即，以及)。在執行步驟S22之後，返回(go back)步驟S21。如此一來，每一個用戶皆會自MIMO系統中的多個子通道中選擇一個具有極大最弱特徵模式(maximal weakest eigenmode)的子通道。
需要注意的是，前幾個用戶(previous users)可能會選擇到第個用戶的最佳子通道，因此第個用戶可能沒有選擇到最佳子通道。然而，在通常情況下，子通道總數目N卻遠遠大於用戶的總數目K，因此上述情形發生的可能性非常小。
值得注意的是，若K個用戶的優先權彼此不全部相同，則K個用戶的序列(sequence)可以根據用戶的優先權 (priority)可以決定。其中，K個用戶的優先權可以根據用戶所支付的費用來決定。除此之外，K個用戶的優先權亦可以根據其傳送資料的類型來決定。一般而言，用戶的傳送資料的類型包括即時視頻傳送資料(real－time video data transmission)、即時聲頻傳送資料(real－time audio data transmission)與一般檔案傳送資料(general file data transmission)等。總而言之，具有最高優先權的用戶一般會有優先選擇子通道的權利。
承上所述，在步驟S22中，首先會以遞降次序排序第個用戶的所有最弱特徵模式鍵結(n＝1至N)。其中，此排序的子步驟可以降低計算的複雜度(computation complexity)。若沒有排序第個用戶的所有最弱特徵模式鍵結(n＝1至N)，則在配置一個子通道給第個用戶時，此資源配置方法就必須比較第個用戶的所有最弱特徵模式鍵結(n＝1至N)。
在步驟S23至S26中，根據用戶的容量比率限制以及每一個用戶已分配的容量，自多個用戶中決定一個權利用戶，接著自沒有被指定給用戶的子通道中指定一個具有極大最弱特徵模式的子通道給此權利用戶。在此，假設權利用戶是第k’個用戶。那麼在自沒有被指定給用戶的子通道中的指定一個子通道給第k’個用戶後，第k’個用戶的容量Rk' 以及集合與都會被更新。如果指定給第k’個用戶的子通道數目等於其預定子通道數目Nk’ ，則第k’個用戶退出決定自多個用戶中決定一個權利用戶的競爭機制。
在步驟S23中，比較計數數字與預定子通道數目的總和，其中，。如果計數數字大於預定子通道數目的總和(亦即，)，則執行步驟S27。如果計數數字小於或者等於已預先指定的子通道數目的總和(亦即，)，則執行步驟S24。
在步驟S24中，首先找到數字k’來滿足第k’個用戶的容量與其容量比率限制之比值小於其他用戶的之容量與比率限制之比值的條件(亦即，R k ' /η k ' R j ' /η j ' for all )。因此，有權利選擇還沒有指定給用戶之子通道的權利用戶為第k’個用戶。接著，第k’個用戶自沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個具有極大最弱特徵模式的子通道。換言之，就是找到對於所有的j’，滿足λ k ',p ,1 λ k ',j ',1 的數字p，其中j’屬於集合移除數目p的數字集合(亦即，)。接著，將MIMO系統中具有極大最弱特徵模式的第p個子通道指定給第k’個用戶。因此，第k’個用戶的容量Rk' 將等於其先前的容量Rk' 加上Ck' (亦即，Rk' ＝Rk' ＋Ck' )。之後，增加數字p到指定給第k’個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並且將數字p從子通道之索引值的集合中移除(亦即，)。最後，將計數數字增加1(亦即，)。在執行步驟S24後，接著執行步驟S25和S26。
在步驟S25中，判斷指定給第k’個用戶的子通道數目是否等於其預定子通道數目Nk’ 。如果指定給第k’個用戶的子通道數目等於其預定子通道數目Nk’ (亦即，)，則執行步驟S26；否則，返回步驟S23。
在步驟S26中，將數字k’從集合移除(亦即，)。 如此一來，第k’個用戶會退出決定自多個用戶中決定一個權利用戶的競爭機制。
值得一提的是，自多個用戶中決定一個權利用戶使此權利用戶具有權利自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道的設計方式是屬於用戶導向的設計方式。換言之，就是根據用戶的觀點(point)來調整其容量比率，並且讓權利用戶自沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道。
若被指定給每一個用戶的子通道數目皆等於其預定子通道數目，則執行步驟S27。在步驟S27至S29中，指定剩餘(residual)的子通道給K個用戶。在步驟S27中，初始化(initialize)用戶之索引值的集合，其中＝{1,...,K}。接著，在步驟S28中，決定計數數字是否大於N。如果計數數字大於N，則完成子通道配置；否則，則執行步驟S29。
在步驟S29中，首先找到數字以滿足第個用戶的容量與其容量比率限制之比值小於其他用戶的之容量與比率限制之比值的條件(亦即， for all )。因此，有權利自沒有被指定給用戶之子通道中選擇一個子通道的權利用戶為第個用戶。接著，第個用戶自沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個的具有極大最弱特徵模式的子通道。換言之，亦即找到對於所有的，滿足的數字，其中屬於集合移除數目的數字集合(亦即，)。因此，MIMO系統中的具有極大最弱特徵模式的第子通道會被指定給第個用戶。如此一來，第個用戶的容量會等於其先前的容量加上(亦即，)。接著，增加數字到指定給第個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並且將數字從子通道之索引值的集合中移除(亦即，)。最後，將計數數字增加1(亦即，)。
在執行步驟S29之後，返回步驟S28。在所有剩餘的子通道都被分配完後，本示範實施例所提供的資源配置方法中的步驟S10才會結束。值得一提的是，在圖2A所述的子通道配置過程中，此資源配置方法自多個用戶中決定一個權利用戶，而且僅有此權利用戶具有權利可以從沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道。
請參照圖2B，圖2B為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。與圖2A不同的是，在圖2B所示的示範實施例中，步驟S10的實施方式是採用具有極大比率總和排程規則之用戶導向的子通道配置演算法。然而，圖2B所提供的示範實施例並非用於限定本發明。步驟S30、S31、S33以及S36至S38分別與步驟S20、S21、S23以及S26至S28相同，在此便不再贅述。圖2A與圖2B的區別在於排程規則，圖2A採用極大－極小排程規則，而圖2B採用極大比率總和排程規則。
在步驟S31和S32中，每一個用戶自MIMO系統中的多個子通道中選擇一個的具有最大容量的子通道，接著，更新第個用戶的容量以及集合與。
在步驟S32中，找到對於所有j滿足的數字m，其中j屬於集合移除數目m的數字集合(亦即，)。其中，被指定給第個用戶的第m個子通道的容量表示為。接著，採用數字m來更新第個用戶的容量以及集合與，並且將MIMO系統中的具有最大容量的第m個子通道被指定給第個用戶。因此，第個用戶的容量會等於(亦即，)。之後，增加(add)數字m到被指定給第k個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並且從子通道之索引值的集合中移除數目m(亦即，)。最後，將計數數字和增加1(亦即，以及)。在執行步驟S32之後，返回(go back)步驟S31。如此一來，每一個用戶都會自MIMO系統中的多個子通道中選擇一個的具有最大容量的子通道。
需要注意的是，前幾個用戶(previous users)可能會選擇到第個用戶的最佳子通道，因此第個用戶可能沒有選擇到最佳子通道。然而，在通常情況下，子通道總數目N卻遠遠大於用戶的總的數目K，因此上述情形發生的可能性非常小。
值得注意的是，若K個用戶的優先權彼此不全部相同，則K個用戶的序列(sequence)可以根據用戶的優先權(priority)可以決定。其中，K個用戶的優先權可以根據用戶所支付的費用來決定。除此之外，K個用戶的優先權亦可以根據其傳送資料的類型來決定。一般而言，用戶的傳送資料的類型包括即時視頻傳送資料(real－time video data transmission)、即時聲頻傳送資料(real－time audio data transmission)與一般檔案傳送資料(general file data transmission)等。總而言之，具有最高優先權的用戶一般會有優先選擇子通道的權利。在步驟S33至S36中，根據用 戶的已分配容量以及容量比率限制，自多個用戶中決定一個權利用戶，接著自沒有被指定給用戶的子通道中指定一個具有最大容量子通道給此權利用戶。在此，假設有權利選擇沒有被指定給用戶的子通道之權利用戶為第k’個用戶。在自沒有指定給用戶的子通道中指定一個子通道給第k’個用戶後，更新第k’個用戶的容量Rk' 以及集合與。如果指定給第k’個用戶的子通道數目等於其預定子通道數目Nk’ ，則第k’個用戶退出自多個用戶中決定一個權利用戶的競爭機制。
在步驟S34中,首先找到數字k’以滿足第k’個用戶的容量與其容量比率限制之比值小於其他用戶之容量與比率限制之比值的條件(亦即，R k ' /η k ' R j ' /η j ' for all )。因此，有權利選擇還沒有被指定給用戶的子通道之權利用戶為第k’個用戶。接著，第k’個用戶自沒有指定給用戶的子通道中選擇一個具有最大容量的子通道。換言之，就是找到對於所有的j’，滿足C k ',m ' >C k ',j ' 的數字m’，其中j’屬於集合移除數目m’的數字集合(亦即，)。接著，將MIMO系統中的具有最大容量的第m’個子通道指定給第k’個用戶。因此，第k’個用戶的容量Rk' 等於其先前的容量Rk' 加上Ck',m' (亦即即，Rk' ＝Rk' ＋Ck',m' )。之後，增加數字m’到指定給第k’個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並將數字m’從子通道之索引值的集合中移除(亦即，)。最後，將計數數字增加1(亦即，)。
在步驟S39中,首先找到數字以滿足第個用戶的容量 與其容量比率限制之比值小於其他用戶之容量與其容量比率限制之比值的條件(亦即， for all )。因此，有權利選擇還沒有被指定給用戶的子通道之權利用戶為第個用戶。接著，第個用戶自沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個具有最大容量的子通道。換言之，就是找到對於所有的，滿足的數字，其中集合屬於移除數字的數字集合(即，)。因此，MIMO系統中的具有最大容量的第個子通道會被指定給第個用戶，而第個用戶的容量等於其先前的容量加上(亦即，)。之後，增加數字到指定給第個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並將數字從子通道之索引值的集合中移除(亦即，)。最後，將計數數字增加1(亦即，)。
值得一提的是，上述兩個示範實施例是根據用戶導向的觀點來選擇子通道。接著，請參照圖2C，圖2C為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。但是，排程規則並非被限定於圖2A和2B中，圖2C是圖2A和2B所概括的步驟S10之通用流程圖。
在步驟S40中，將多個預指定子通道數目根據多個容量比率限制指定給K個用戶，其中預定子通道數目Nk 表示待指定給第k個用戶的子通道數目(即，k＝1至k)。
接著，在步驟S41中，每一個用戶根據排程規則自多個子通道中選擇一個子通道，其中此排程規則可以是極大－極小排程規則或者極大比率總和排程規則，然而，排程規 則的種類並非用於限定本發明。
在步驟S42中，根據用戶的容量比率限制以及其本身的已分配容量，決定有權利選擇沒有被指定給用戶之子通道的權利用戶，接著此權利用戶根據排程規則自沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道。
在步驟S43中，如果指定給第k個用戶的子通道數目等於其預定子通道數目Nk ，則第k個用戶退出自多個用戶中決定一個權利用戶的競爭機制，接著執行步驟S44。
在步驟S44中，判斷指定給所有用戶的子通道數目是否等於其預定子通道數目的總和。如果指定給所有用戶的子通道數目等於其預定子通道數目的總和，則執行步驟S45；否則，則返回步驟S42
在步驟S45中，根據用戶的容量比率限制以及其已指定的容量，決定有權利選擇沒有被指定給用戶之子通道的權利用戶，接著此權利用戶根據排程規則自沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道。重複此步驟，直到所有的子通道都被指定給用戶為止。
在圖2A至2C中，步驟S10是根據用戶導向的觀點來指定子通道。因為步驟S10是根據用戶導向的觀點來指定子通道，所以此些示範實施例所提供的方法可根據用戶已指定的子通道，自多個用戶中決定一個有權利選擇沒有被指定給用戶之子通道的權利用戶。另外，在N>K的情況下，每一個用戶具有相對高的選擇級數(order)來選擇子通道，而且此些方法在用戶的所需要的傳送資料的資料大小不同之情況 下依然可以順利地配置資源給用戶。然而，對於每一個用戶而言，其所預見的N個子通道的條件是固定的，因此，除了最先被指定的子通道的選擇是N個獨立相同分佈(independent identical distributions)的統計選擇(statistical selection)之外，其他的選擇皆彼此相關，因此上述的這些方法會減少排程增益。
請參照圖3A，圖3A為本發明的一個示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。在本示範實施例中，步驟S10的實施方式是採用具有極大－極小排程規則之子通道導向(sub－channel oriented)的子通道配置演算法。當然，圖3A所提供的此示範實施例並非用於限定本發明的。
在步驟S50中，將預定子通道數目Nk 根據容量比率限制指定給第k個用戶，其中預定子通道數目Nk 表示待指定給第k個用戶的子通道數目。需要注意的是，預定子通道數目Nk 可藉由方程式(1)來決定，但方程式(1)並非用於限定本發明。在步驟S50中，集合＝{1,2,...,N }表示子通道之索引值的集合，集合＝{1,2,...,K }表示用戶之索引值的集合。起初，第k個用戶的容量Rk 被初始為0(亦即，Rk ＝0)，而被指定給第k用戶的子通道之索引值的集合被初始為空集合(亦即，)。在所有的預定子通道數目都被指定給用戶後，根據方程式(2)來計算預設的剩餘的子通道數目N’，但是，要注意的是，方程式(2)並非用於限定本發明。接著，計數數字被初始設置為1。
接著，在步驟S51中，判斷計數數字是否大於預定子通道數目的總和(亦即，是否為真)。如果計數數字大 於預定子通道數目的總和，則執行步驟S55；否則，則執行步驟S52。
在步驟S51至S54中，將每一個子通道指定給多個用戶中的一個用戶，而且此用戶在使用此子通道時，此用戶所佔用的子通道為MIMO系統中具有極大最弱特徵模式的子通道。接著，更新第k’個用戶的容量Rk' 以及集合與。如果配置給第k’個用戶子通道數目等於預定子通道數目Nk’ ，則第k’個用戶退出被指定子通道的競爭，如此一來在步驟S51至S54的迴圈中，還沒有被指定給用戶的子通道不會再一次地被指定給第k’個用戶。
在步驟S52中，找到對於所有j滿足的數字k’，其中j屬於集合移除數目k’的數字集合(亦即，)。接著，採用數字來更新第k '個用戶的容量Rk' 以及集合與。當第個子通道被指定給第k '個用戶時，第k '個用戶所佔用的第個子通道為MIMO系統中具有極大最弱特徵模式的子通道。因此，第k '個用戶的容量Rk' 等於Rk' 加上Ck' (亦即，Rk' ＝Rk' ＋Ck' )。之後，增加計數數字到指定給第k '個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並且從子通道之索引值的集合中移除計數數字(亦即，)。其中，被指定給第k '個用戶的容量表示為。最後，將計數數字增加1(亦即，)。在執行步驟S52之後，執行步驟S53。
在步驟S53中，判斷指定給第k’個用戶的子通道數目是否等於其預定子通道數目Nk’ 。如果指定給第k’個用戶的子通 道數目等於其預定子通道數目Nk’ (亦即，)，則執行步驟S54；否則，返回步驟S52。
在步驟S54中，將數字k’從集合移除(亦即，)，因此第k’個用戶會退出被指定子通道的競爭。簡單地說，在步驟S51至S54的迴圈中，其他還沒有被指定給用戶的子通道不會再一次地被指定給第k’個用戶。
若指定給每一個用戶的子通道數目都等於其預定子通道數目，則執行步驟S55。在步驟S55至S57中，指定剩餘(residual)的子通道給K個用戶。在步驟S55中，初始(initialize)用戶之索引值的集合，其中＝{1,...,K}。接著，在步驟S56中，判斷計數數字是否大於N。如果計數數字大於N，則表示已經完成了子通道配置；否則，則執行步驟S57。
在步驟S57中,找到對於所有的都滿足的數字，其中屬於集合移除數字k’的數字集合(亦即，)。接著，將數字從用戶之索引值的集合移除(亦即，)，並且採用數字來更新第個用戶的容量以及集合與。當第個子通道被指定給第個用戶時，第個用戶所佔用第個子通道為MIMO系統中具有極大最弱特徵模式的子通道。因此，第個用戶的容量會等於加上(亦即，)。之後，增加計數數字到指定給第用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並且從子通道之索引值的集合中移除計數數字(亦即，)。最後，將計數數字增加1(亦即，)。在執行步驟S57之後，執行步驟S56。
值得一提的是，在步驟S56至S57的迴圈中，每一個用戶最多僅能獲得剩餘之子通道中的一個。因此，此種實施方式將可以保持容量比率限制。與圖2A不同的是，圖3A是將每一個子通道自多個用戶中選擇一個使其具有極大最弱特徵模式鍵結的用戶。因此，圖3A所提供的方法可以不根據用戶已分配的子通道之結果來做子通道的配置。
請參照圖3B，圖3B為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。與圖3A不同的是，在圖3B的示範實施例中，步驟S10的實施方式是採用具有極大比率總和排程規則之子通道導向的子通道配置演算法觀點。當然，圖3B所提供的示範實施例並非用於限定本發明。步驟S60、S61、S63以及S64至S66分別與步驟S50、S51、S53以及S54至S56相同，在此不再贅述。如上所述，圖3A與圖3B的區別在於排程規則。圖3A採用極大－極小排程規則，而圖3B採用極大比率總和排程規則。
在步驟S62中，找到對於所有j滿足的數字k’，其中j屬於集合移除數目k’的數字集合(即，)。採用數字來更新第k '個用戶的容量Rk' 以及集合和。當第個子通道被指定給第k '個用戶時，第k '個用戶所使用的第個子通道為MIMO系統中具有最大容量的子通道。因此，第k '個用戶的容量Rk' 等於其先前的容量Rk' 加上(亦即，)。之後，增加計數數字到被指定給第k '個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並從子通 道之索引值的集合中移除計數數字(亦即，)。其中，被指定給第k '用戶的容量表示為。最後，將計數數字增加1(亦即，)。在執行步驟S62之後，執行步驟S63。
在步驟S67中，找到對於所有的都滿足的數字，其中屬於集合移除數字的數字集合(亦即，)。接著，將數字從用戶之索引值的集合移除(亦即，)。之後，採用數字來更新第個用戶的容量以及集合與。當第個子通道被指定給第個用戶時，第個用戶所採用的第個子通道為MIMO系統的具有最大容量的一個子通道。因此，第個用戶的容量等於加上(亦即，)。之後，增加計數數字到被指定給第個用戶的子通道之索引值的集合中(亦即，)，並且從子通道之索引值的集合中移除計數數字(亦即，)。最後，將計數數字增加1(亦即，)。在執行步驟S67之後，返回步驟S66。
上述兩個示範實施例是根據子通道導向的觀點讓子通道來選擇用戶。請參照圖3C，圖3C為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。值得一提的是，排程規則並非被限定於圖3A和3B的示範實施例，而且圖3C是圖3A和3B所概括的步驟S10的通用流程圖。
在步驟S70中，將多個預定子通道數目根據容量比率限制指定給K個用戶，其中預定子通道數目Nk 表示待指定給第k個用戶的子通道數目，其中，k＝1至k。
在步驟S71中，第一至第(N－N’)個子通道依序根據排程規則自多個用戶中選擇一個用戶，其中(N－N’)是預定子通道數目的總和。如果被指定給此用戶的子通道數目等於其預定子通道數目，則在步驟S71中，此用戶退出被第一至第(N－N’)個子通道選擇的競爭機制。
在步驟S72中，沒有被指定給用戶的子通道中的每一個子通道根據排程規則自多個用戶中選擇一個用戶，其中，在步驟S72中，被選擇到的用戶最多僅被選擇一次。
與圖2A至2C不同的是，圖3A至圖3C所提供的方法是子通道導向的。因此，每一個子通道會被指定給其相對應的用戶，而且對於每一個子通道而言，用戶的選擇是K個獨立相同分佈的統計選擇。因此，此些資源配置方法中的子通道配置方式適用於用戶所需要的傳送資料之資料大小皆相等的情況。然而，圖3A至圖3C所提供的方法可以不根據已分配給各用戶的容量來配置子通道。此外，儘管每一個子通道的選擇是具有統計特性的獨立相同分佈，但是每當被指定給用戶的子通道數目等於其預先子通道數目時，由於此用戶將會退出競爭機制，因此之後的用戶選擇級數將會減少1。
值得一提的是，當用戶傳送的資料尺寸皆相同時(亦即，容量限制比率皆相同)，則圖3A至3C所提供的方法可分別簡化為圖4A至4C所提供的方法。
請參照圖4A，圖4A為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖，其中，每一個用戶之容量比率皆相 同。在步驟S80中，初始化(initialize)用戶之索引值的集合為＝{1,...,K}，以及將計數數字設為1。在步驟S81中，判斷計數數字是否等於N。如果計數數字等於N，則完成子通道配置。否則，執行步驟S82。
在步驟S82中，找到對於所有的i，滿足的數字，其中i屬於集合移除數目的數字集合(亦即，)。當第個子通道被指定給第個用戶時，第個用戶所使用的第個子通道為MIMO系統中一個具有極大最弱特徵模式之子通道。接著，將第個子通道被指定給第個用戶，並將計數數字增加1。
在步驟S81和S82的迴圈中，當子通道被指定給用戶時，每一個子通道會自多個用戶中選擇一個用戶使其具有極大最弱特徵模式。需要注意的是，被子通道所選擇的每一個用戶之選擇級數為K，而且與用戶導向觀點之方法不同的是，此方法更適用於在用戶所傳送的資料大小皆相同的情況。
請參照圖4B，圖4B為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖，其中，每一個用戶之容量比率皆相同。步驟S90以及S91分別與步驟S80以及S81相同，在此不再贅述。圖4A與圖4B的不同之處在於其採用的排程規則。圖4A採用極大－極小排程規則，而圖4B採用極大比率總和排程規則。
在步驟S92中，找到對於所有的i，滿足的數字，其中i屬於集合移除數目的數字集合(亦即，)。當 第個子通道被指定給第個用戶時，第個用戶所使用的第個子通道為MIMO系統中一個具有最大容量之子通道。接著，將第個子通道被指定給第個用戶，並將計數數字增加1。
請參照圖4C，圖4C為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖，其中，每一個用戶之容量比率皆相同。圖4C是圖4A和4B所概括的步驟S10的通用流程圖。在步驟S99中，每一個子通道根據排程規則自多個用戶中選擇一個用戶。
步驟S10的實施方式已經以數個示範實施例來實施。接著，請回去參照圖1。在完成子通道配置之後，在步驟S12中，計算與決定每一個傳輸鍵結的功率。
因為子通道配置已經完成(亦即，Ik,n 已經被解出)，因此對於固定功率的限制，最大化系統容量的問題可以化為下列的方程式： ，其中集合是在步驟S10中被決定。現在，藉由拉格朗日乘子(Lagrange multiplier)的最佳化方法，上述的問題可以化為拉格朗日函數： ，其中，μ 1 ,θ k (2 θ k K )以及ζ k (1 k K ；)是拉格朗日乘子。根據最佳化規則，最佳化的解必須滿足卡羅需－卡－塔克(Karush－Kuhn－Tucker，KKT)條件，也就是必須滿足下列的方程式： ζ k ,n P k ,n ＝0………(6)。
如上所述，因為步驟S10已經將子通道指定給用戶，所以在子通道配置完後，MU－MIMO－OFDM系統會操作在高增益條件下。因此，在此條件中，log(1＋x)接近於log(x)。在這個假設下，藉由方程式(3)、(4)和(6)的KKT條件，可以獲得關係方程式(relation equation)如下： 從方程式(7)可以看出，對於第一個用戶(亦即，k＝1)，其已被指定的子通道中的任何兩個子通道的功率值彼此相同。也就是說，若假設第n和第m子通道被指定給第一個用戶(亦即，n ,)，則它們的功率相等(亦即，P 1,n ＝P 1,m )。同樣地，從方程式(8)可以看出，對於第k個用戶(亦即，k＝2至K)，其已被指 定的子通道中的任何兩個子通道的功率值亦彼此相同。也就是說，若假設第n和第m子通道被指定給第k個用戶(亦即，n ,)，則它們的功率相等(亦即，P k ,n ＝P k ,m )。因此，對於每一個用戶而言，其已指定的子通道之間的功率彼此相同，而第k個用戶的分配總功率表示為： ，其中，||是指定給第k個用戶的子通道數目。因此，此最佳化問題可以被簡化成如何對K個用戶進行功率配置的問題(亦即，解出)，而不需針對子通道的功率配置P k ,n 求解。
同時在上述的結果中考慮容量比率限制，則上述的相關方程式會被推導成為以下的式子： ，接著，第k個用戶的總功率被推導成為以下的式子： ，其中Ek 表示為：。MU－MIMO－OFDM系統的功率極限可以表示如下： 因此，從方程式(9)和(10)可以知道第k個用戶的功率P k 將可以被解出，例如：藉由牛頓(Newto)求根方法，但此方法並非用於限定本發明。在的條件下，方程式 (9)會被簡化為： 接著，將方程式(11)代入方程式(10)中，則前述的關係方程式會被推導成為以下的式子： 因此第一個用戶以及第k個用戶(k＝2,3,...,K)的功率值可用方程式(12)和(13)來表示。其中，方程式(12)和(13)表示如下： 方程式(12)和(13)是簡單的線性解，因此，第一個用戶以及第k個用戶(k＝2,3,...,K)的功率值可以被解出。
此領域具有通常知識者可以很直覺地知道，理想的解必須藉由地毯式搜尋(exhaustive search)才能獲得。但是，子通道以及功率值的所有可能配置方式總共有KN 種組合，因此其複雜度大致為 O (KN )。因此，本發明之示範實施例所提供的方法會先配置子通道給用戶，然後才接著配置功率給用戶，其中，同一個用戶之子通道的功率值彼此相同。另外，圖2A至 2C所提供的方法之用戶導向的排程演算法的複雜度大致為 O (KN log2 N)，而圖3A至3C所提供的方法之子通道導向的排程演算法的複雜度大致為 O (KN)。
請參照圖5，圖5為本發明的一個示範實施例所提的MU－MIMO－OFDM系統100之示意圖。MU－MIMO－OFDM系統具有基地台(base station)101以及多個用戶102，此基地台101具有多個天線，而且用戶102亦具有多個天線。在此系統中，基地台101用以指定子通道以及功率值給每一個用戶102，因此資源配置裝置會被安裝在基地台101中。資源配置裝置會執行(execute)圖1所提供的方法，以藉此指定子通道以及功率值給每一個用戶102。其中，圖2A至4C所提供的示範實施例可以用來實施圖1中的步驟S10，並藉此滿足不同的條件以及不同的需要。
請參照圖6，圖6為本發明的一個示範實施例所提供的資源配置裝置應用於基站發射器(base station transmitter)600之方塊圖。資源配置裝置可以是一個可適性資源配置演算法執行裝置(adaptive resource allocation algorithm execution device)601，此可適性資源配置演算法執行裝置601會執行圖1所提供的資源配置方法，以藉此指定子通道以及功率值給每一個用戶。可適性資源配置演算法執行裝置601可以包括功率資源配置裝置以及子通道資源配置裝置，但是所述的資源配置裝置之實施方式並非用於限定本發明。子通道資源配置裝置用以執行圖1中的步驟S10，而功率資源配 置裝置用以執行圖1中的步驟S12。其中，根據不同條件與不同需要，可以選擇圖2A至4C所提供的示範實施例來實施圖1中的步驟S10。如上所述，在執行圖1所提供的資源配置方法時，資源配置裝置需要一些資訊，例如：通道資訊、回授資訊以及每一個用戶的比率需求等。通道資訊或回授資訊包括在不同條件以及不同需要下所有用戶對於所有子通道之最弱特徵模式增益或其估測容量值。另外，每一個用戶的比率需求是每一個用戶中的預定需要比例容量。
值得一提的是，所需要的通道或者回授資訊可以根據排程規則來決定。在排程規則是極大－極小排程規則的情況下，所需要的通道或者回授資訊必須具有所有用戶對於所有子通道的最弱特徵模式增益。在排程規則是極大比率總和排程規則的情況下，所需要的通道或者回授資訊必須具有所有用戶對於所有子通道的估測容量值。
在適應性資源配置演算法執行裝置601決定用戶的子通道的配置以及用戶的功率的配置之後，適應性資源配置演算法執行裝置601輸出具有子通道配置資訊和功率配置資訊的配置資訊給基地發射器600中的子通道配置裝置602以及功率配置裝置603。
子通道配置裝置602接收分別要傳送給第一個用戶至第k個用戶的資料Data_1~Data_K，並根據子通道配置資訊將資料Data_1~Data_K指定在其相對應的子通道上傳送。功率配置裝置603根據功率配置資訊指 定每一個子通道的功率，而空間多工裝置604接著將資料Data_1~Data_K送至對應的多根天線。在藉由天線來傳送資料Data_1~Data_K之前，OFDM調變器605會對資料Data_1~Data_K進行調變。
舉例來說，第k個用戶可以具有子通道選擇器，以接收第k個用戶的子通道配置資訊。子通道選擇器611根據第k個用戶的子通道配置資訊指示擷取裝置612擷取對應的資料，此些對應的資料可經由天線而被接收，而且OFDM解調器620對天線所接收的資料進行解調。因此，藉由天線而被接收的資料可以被精確地擷取。儘管資源配置裝置在基地台發射器600上的應用已經描述如上，但是上述的應用並非用於限定資源配置裝置的應用範圍。
綜上所述，相較於傳統的資源配置方法及其裝置，本發明示範實施例所提供的資源配置方法及其裝置的計算複雜度較低。另外，本發明示範實施例所提供的資源配置方法及其裝置可以用於MU－MIMO－OFDM系統，而且不同用戶所傳送的資料之大小可以彼此不相同。另外，若此資源配置方法的排程規則採用極大－極小排程規則，則其MU－MIMO－OFDM系統的覆蓋範圍可以獲得增加。若此資源配置方法的排程規則採用極大比率總和排程規則，則其MU－MIMO－OFDM系統的容量可以獲得增加。
雖然本發明已以示範實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S10、S12‧‧‧步驟流程
S20~S29‧‧‧步驟流程
S30~S39‧‧‧步驟流程
S40~S45‧‧‧步驟流程
S50~S57‧‧‧步驟流程
S60~S67‧‧‧步驟流程
S70~S72‧‧‧步驟流程
S80~S82‧‧‧步驟流程
S90~S92‧‧‧步驟流程
S99‧‧‧步驟流程
100‧‧‧多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統
101‧‧‧基地站
102‧‧‧用戶
600‧‧‧基地台發射器
601‧‧‧可適性資源配置演算法執行裝置
602‧‧‧子通道配置裝置
603‧‧‧功率配置裝置
604‧‧‧空間多工裝置
605‧‧‧OFDM調變器
611‧‧‧子通道選擇器
612‧‧‧擷取裝置
620‧‧‧OFDM解調器
圖1為本發明的一個示範實施例所提供的用於MU－MIMO－OFDM系統之資源配置方法的流程圖。
圖2A為本發明的一個示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。
圖2B為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。
圖2C為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。
圖3A為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。
圖3B為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。
圖3C為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖。
圖4A為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖，其中，每一個用戶之容量比率皆相同。
圖4B為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖，其中，每一個用戶之容量比率皆相同。
圖4C為本發明的另一示範實施例所提供的步驟S10之流程圖，其中，每一個用戶之容量比率皆相同。
圖5為本發明的一個示範實施例所提供的MU－MIMO－OFDM系統100之示意圖。
圖6為本發明的一個示範實施例所提供的資源配置裝置應用於基地台發射器(base station transmitter)600之方塊圖。
S10、S12‧‧‧步驟流程

Claims (27)

  1. 一種用於一多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置方法，該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統具有多個用戶和子通道，該資源配置方法包括：將多個預定子通道數目根據多個容量比率限制指定給該些用戶，其中根據該些用戶的數目計算該些容量比率限制以及是否第n個子通道被第k個用戶所佔用，當第n個子通道指定給第k個用戶時，第n個子通道具有多個特徵模式；每一個用戶根據一排程規則自該些子通道中選擇一個子通道；根據該些用戶的多個已分配的容量以及該些容量比率限制自該些用戶中選擇一個權利用戶，接著，該權利用戶根據該排程規則自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道，其中，如果指定給該用戶的子通道數目等於該用戶的該預定子通道數目，則該用戶退出自該些用戶中選擇一個權利用戶的競爭機制；判斷指定給所有的該些用戶的子通道數目是否等於所有的該些用戶的預定子通道數目之總和；以及重複地根據該些用戶之已分配的容量以及該些容量比率限制，自該些用戶中選擇一個權利用戶，並且讓該權利用戶根據該排程規則自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道，直到所有的該些子通道都被指定給該些用戶為止。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之資源配置方法，更包括： 根據該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的一極限功率配置功率給該些用戶中的每一個用戶，其中，指定給同一個用戶的該些子通道之功率值彼此相同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之資源配置方法，其中該排程規則包括極大-極小規則，該用戶自該些子通道中選擇一個具有極大最弱特徵模式的子通道，而該權利用戶自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個具有極大最弱特徵模式的子通道。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之資源配置方法，其中該排程規則包括極大比率總和規則，該用戶自該些通道中選擇一個具有最大容量的子通道，而該權利用戶自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個具有最大容量的的子通道。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之資源配置方法，其中在「根據該些用戶的該些已分配的容量以及該些容量比率限制自該些用戶中選擇一個權利用戶」的步驟中，該權利用戶為在該些用戶中其已分配的容量與其容量比率限制之比值最小的用戶。
  6. 一種用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置裝置，該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統具有多個用戶和子通道，該資源配置裝置包括：一子通道資源配置裝置；其中，該子通道資源配置裝置根據多個容量比率限制將多個預定子通道數目指定給該些用戶，其中根據該些用戶的數目計算該些容量比率限制以及是否第n個子通道被第k個用戶所 佔用，當第n個子通道指定給第k個用戶時，第n個子通道具有多個特徵模式；接著，該子通道資源配置裝置依序地讓每一個用戶根據一排程規則自該些通道中選擇一個子通道；接著，該子通道資源配置裝置重複地自該些用戶中決定一個權利用戶，並讓該權利用戶根據該排程規則自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道，直到被指定給所有的該些用戶的子通道數目等於所有的該些用戶的該些預定子通道數目之總和為止；接著，如果在依比例分配該些子通道給該些用戶後，尚有剩餘子通道未分配，該子通道資源配置裝置重複地自該些用戶中選擇一個權利用戶，並讓該權利用戶根據該排程規則自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個子通道，直到所有的該些子通道都被指定給該些用戶為止。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之資源配置裝置，其中自該些用戶中決定一個權利用戶是根據該些用戶的多個已分配的容量以及該些容量比率限制來決定。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之資源配置裝置，其中，在指定給所有的該些用戶的子通道數目等於所有的該些用戶的預定子通道數目之總和之前，如果指定給該用戶的子通道數目等於該用戶的該預定子通道的數目，則該用戶退出自該些用戶中選擇一個權利用戶的競爭機制。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之資源配置裝置，更包括：一功率資源配置裝置，用於根據該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的一極限功率配置功率給每一個用戶，其 中，指定給同一個用戶的該些子通道之功率值彼此相同。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之資源配置裝置，其中該排程規則包括極大-極小規則，該用戶自該些子通道中選擇一個具有極大最弱特徵模式的子通道，而該權利用戶自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個具有極大最弱特徵模式的子通道。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之資源配置裝置，其中該排程規則包括極大比率總和規則，該用戶自該些通道中選擇一個具有最大容量的子通道，而該權利用戶自還沒有被指定給用戶的子通道中選擇一個具有最大容量的子通道。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之資源配置裝置，其中該權利用戶為在該些用戶中其已分配的容量與容量比率限制之比值最小的用戶。
  13. 一種用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置方法，該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統具有多個用戶和子通道，該方資源配置法包括：將多個預指定子通道數目根據多個容量比率限制指定給該些用戶，其中根據該些用戶的數目計算該些容量比率限制以及是否第n個子通道被第k個用戶所佔用，當第n個子通道指定給第k個用戶時，第n個子通道具有多個特徵模式；第一至第x 個子通道依序地根據一排程規則自該些用戶中選擇一個用戶，如果指定給該用戶的子通道數目等於其預定子通道數目，則該用戶退出被第一至第x 個子通道選擇的競爭機制，其中x 是該些預定子通道的數目的總和；以及 沒有被指定用戶的子通道中的每一個子通道根據該排程規則自該些用戶中選擇一個用戶，其中，在該步驟中，被選擇的該用戶至多被選擇一次。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之資源配置方法，更包括：根據該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的一極限功率配置功率給該些用戶中的每一個用戶，其中，指定給同一個用戶的該些子通道之功率值彼此相同。
  15. 如申請專利範圍第13項該之資源配置方法，其中該排程規則包括極大-極小規則，第一至第x 個子通道依序地自該些用戶中選擇一個使其具有極大最弱特徵模式的用戶，而沒有被指定用戶的子通道中的每一個子通道自該些用戶中選擇一個使其具有極大最弱特徵模式的用戶。
  16. 如申請專利範圍第13項該之資源配置方法，其中該排程規則包括極大比率總和規則，第一至第x 個子通道依序地自該些用戶中選擇一個使其具有最大容量的用戶，而沒有被指定用戶的子通道中的每一個子通道自該些用戶中選擇一個使其具有最大容量的用戶。
  17. 一種用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置裝置，該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統具有多個用戶和子通道，該資源配置裝置包括：一子通道資源配置裝置；其中，該子通道資源配置裝置根據多個容量比率限制將多個預定子通道數目指定給該些用戶，其中根據該些用戶的數目 計算該些容量比率限制以及是否第n個子通道被第k個用戶所佔用，當第n個子通道指定給第k個用戶時，第n個子通道具有多個特徵模式；接著，該子通道資源配置裝置讓第一至第x 個子通道依序地根據一排程規則自該些用戶中選擇一個用戶，其中x 是該些預定子通道的數目的總和；接著，該子通道資源配置裝置讓沒有被指定給用戶的子通道中的每一個子通道根據該排程規則自該些用戶中選擇一個用戶，其中，被選擇的該用戶至多被選擇一次。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之資源配置裝置，其中在第一至第x 個子通道依序地根據該排程規則自該些用戶中選擇一個用戶時，如果被指定給該用戶的子通道數目等於其預定子通道數目，則該用戶退出被第一至第x 個子通道選擇的競爭機制。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之資源配置裝置，更包括：一功率資源配置裝置，用於根據該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的一極限功率配置功率給每一個用戶，其中，指定給同一個用戶的該些子通道之功率值彼此相同。
  20. 如申請專利範圍第17項所述之資源配置裝置，其中該排程規則包括極大-極小規則，該些第一至第x 個子通道依序地自該些用戶中選擇一個使其具有極大最弱特徵模式的用戶，而沒有被指定給用戶的子通道中的每一個子通道自該些用戶中選擇一個使其具有極大最弱特徵模式的用戶。
  21. 如申請專利範圍第17項所述之資源配置裝置，其 中該排程規則包括極大比率總和規則，該些第一至第x 個子通道依序地自該些用戶中選擇一個使其具有最大容量的用戶，而沒有被指定給用戶的子通道中的每一個子通道自該些用戶中選擇一個使其具有最大容量的用戶。
  22. 一種用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置方法，該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統具有多個用戶和子通道，該資源配置方法包括：每一個子通道根據一排程規則自該些用戶中選擇一個用戶；以及根據該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的一極限功率配置功率給該些用戶中的每一個用戶，其中，指定給同一個用戶的該些子通道之功率值彼此相同。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之資源配置方法，其中該排程規則包括極大-極小規則，每一個子通道自該些用戶中選擇一個使其具有極大最弱特徵模式的用戶。
  24. 如申請專利範圍第22項所述之資源配置方法，其中該排程規則包括極大比率總和規則，每一個子通道自該些用戶中選擇一個使其具有最大容量的用戶。
  25. 一種用於多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的資源配置裝置，該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統具有多個用戶和子通道，以及該資源配置裝置包括：一子通道資源配置裝置，用以讓每一個子通道根據一排程規則自該些用戶中選擇一個用戶；以及一功率資源配置裝置，根據該多用戶多輸入多輸出正交分頻多工系統的一極限功率配置功率給該些用戶中的每一個 用戶，其中，指定給同一個用戶的該些子通道之功率值彼此相同。
  26. 如申請專利範圍第25項該之資源配置裝置，其中該排程規則包括極大-極小規則，每一個子通道自該些用戶中選擇一個使其具有極大最弱特徵模式的用戶。
  27. 如申請專利範圍第25項該之資源配置裝置，其中該排程規則包括極大比率總和規則，每一個子通道自該些用戶中選擇一個使其具有最大容量的用戶。
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