[發(fā)明專利]LTE網(wǎng)絡(luò)中基于能效的資源分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210270566.7
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102791002A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李云;劉文晶;劉期烈
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W36/22
• 代理公司: 重慶市恒信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LTE網(wǎng)絡(luò)，具體涉及LTE網(wǎng)絡(luò)中的資源分配方法。

背景技術(shù)

LTE（Long?Term?Evolution）是近幾年來3GPP（the?3rd?Generation?Partnership?Project）啟動的新技術(shù)研發(fā)項目，它以新架構(gòu)、OFDM（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing）、MIMO（Multiple?Input?Multiple?Output）等核心技術(shù)為主要標志。然而，隨著移動通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模不斷擴大，整個通信行業(yè)的年耗電量急劇上升，這不僅給運營商帶來了較大的運營成本負擔，也給環(huán)境帶來了污染。因此，實現(xiàn)綠色通信，采用高效的綠色無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)能算法，對于通信行業(yè)來說是一項必不可少的工作，特別是在下一代移動通信系統(tǒng)中尤為重要。為了順應(yīng)“綠色通信”這個當今社會的主流研究理念，如何才能達到更多的能耗降低，移動運營成本的減少以及環(huán)境污染的降低，都是移動運營過程中值得思考的問題。綜上所述，節(jié)能技術(shù)研究有必要應(yīng)用到通信的各個領(lǐng)域當中去。

統(tǒng)計表明，基站所消耗的能量占據(jù)了移動通信運營總能耗的67%左右，可見基站是移動運營過程中最主要的能耗來源。因此，致力于基站節(jié)能問題的研究顯得尤為重要，現(xiàn)階段LTE節(jié)能技術(shù)的研究主要集中在基站端。由于在LTE系統(tǒng)中上行和下行鏈路信道的資源調(diào)度是由基站負責管理的，關(guān)于節(jié)能資源分配算法的研究在LTE系統(tǒng)基站端的節(jié)能研究占有舉足輕重的地位。然而傳統(tǒng)的資源分配方法多是在輪詢、比例公平、最大載干比等經(jīng)典調(diào)度算法的基礎(chǔ)上進行一定的性能優(yōu)化，以提高整個通信系統(tǒng)中各用戶間公平性、系統(tǒng)吞吐量最大化為目標，很少考慮基站用于資源分配的能效問題。為此，在當今發(fā)展最迅速的LTE系統(tǒng)中，如何降低資源分配時基站所消耗的能量問題是一個值得研究的方向。

近些年來，致力于節(jié)能資源分配算法的研究越來越多，基于節(jié)能資源分配算法的研究主要有：（1）MP（Minimum?transmit?Power-based）資源分配算法（參見文獻：Jungsup?Song,?Gye-Tac?Gil,?and?Dong-Hoi?Kim,?Packet-Scheduling?Algorithm?by?the?Ratio?of?Transmit?Power?to?the?Transmission?Bits?in?3GPP?LTE?Downlink,?EURASIP?Journal?on?Wireless?Communications?and?Networking?2010,?pp.?1-8.）：該機制考慮了傳輸每比特信息所需的最小傳送功率。通過分配資源塊RB（Resource?Block）給傳輸每比特信息所需最小傳送功率的用戶以達到節(jié)約能耗的目的。與傳統(tǒng)的調(diào)度算法相比，該算法在達到節(jié)能傳輸?shù)耐瑫r保證了系統(tǒng)吞吐量增益以及公平性的提高。（2）基于調(diào)制編碼方式MCS（Modulation?and?Coding?Scheme）、資源塊RB（Resource?Block）、?功率的聯(lián)合優(yōu)化方法(參見文獻：David?López-Pérez,?ákos?Ladányi,?Optimization?Method?for?the?Joint?Allocation?of?Modulation?Schemes,?Coding?Rates,?Resource?Blocks?and?Power?in?Self-Organizing?LTE?Networks,?30th?IEEE?INFOCOM?2011,?pp.111-115.)：?該方法在LTE自組織網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上考慮了自適應(yīng)的調(diào)整調(diào)制編碼方式MCS、資源塊RB以及功率的聯(lián)合優(yōu)化分配問題。在保證各個用戶所需最小服務(wù)質(zhì)量水平的基礎(chǔ)上最小化整個小區(qū)的輻射功率，該算法在一定程度上緩解了小區(qū)間的干擾，并且在相同帶寬下可以容納更多的用戶，同時降低了用戶中斷的可能性。但以上方法均是基于峰值負載條件下的能效優(yōu)化研究。

通常在深夜至凌晨期間，或是人煙稀少偏遠地區(qū)，整個網(wǎng)絡(luò)的負載將處于偏低的狀態(tài)。按照常規(guī)的工作模式，在滿足各用戶服務(wù)質(zhì)量需求的基礎(chǔ)上為了能夠容納更多的用戶，整個系統(tǒng)用于下行鏈路數(shù)據(jù)傳送的能耗將一直處于峰值發(fā)送狀態(tài)。此時將會有大量的空閑頻譜資源未能得到充分有效的利用，并且在一定程度上造成了能耗的浪費。