[發明專利]基于多用戶干擾特征預測4G網絡系統效率最大化方法

無效

• 申請號: 201310647487.8
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103647732A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 徐曉聲;郭坤祺;王志鵬;蔡銳銳
• 申請（專利權）人: 鎮江坤泉電子科技有限公司
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L27/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及4G蜂窩網絡、用戶調度、OFDM、以及多用戶干擾技術，尤其涉及一種基于多用戶干擾特征預測4G網絡系統效率最大化方法。

背景技術

下一代多用戶無線網絡需要為更多的具有突發特性的數據用戶提供有效的服務，這使得系統資源更顯緊缺。對于多用戶OFDM無線網絡，當前存在的調度方法大多都基于假設具有完善的信道狀態（包括本文第三章提出的DSA算法）。這些方法在假設具有嚴格準確的子載波信道質量條件下，基于信道狀態自適應地選擇子載波和分配功率，從而滿足用戶QoS某一指標需求。然而，當信道處于不同的衰落狀態時，在短時間間隔粒度范圍內（更準確地說：以每個時隙為間隔），即時準確地估測每一個用戶子載波信道狀態是不實際的，限制了這些算法的實際應用性。在實際的多用戶無線環境中，一個活動用戶的信號數據狀態不僅與其信道衰落狀態和多徑效應等因素有關，而且與其他活動用戶的信號強度有關（干擾因素），特別是當系統處于活動用戶數量很多的狀態時，這一因素更是不可忽略。

為取得具有多用戶干擾狀態下的4G?OFDM?無線網絡用戶傳輸的高效性，本方案提出了適用于4G?OFDM?多用戶干擾下的調度方法，該方法能夠有效利用多用戶多業務4G?網絡實際系統環境，實現系統運行效率的最大化。

發明內容

1、所要解決的技術問題

研究人員Eunchul?Yool提出了一種基于實際多用戶環境中子載波間存在的相關結構（頻域相關性）統計特性預測，選擇子載波及功率分配的算法[1]。這種算法通過同時利用子載波間的相關特性和平均信道狀態值提高了系統的平均和速率。然而，子載波帶寬小于相關帶寬時，每個子載波之間產生了相互獨立性，這時該算法限制了通過選擇信道好的子載波來提高系統容量的靈活性。有效地利用每個子載波要求子載波帶寬應足夠小，以便在信道處于不同的衰落狀態時都能夠為每個用戶選擇具有相互獨立性的每個子載波。

2、技術方案

為了解決以上問題，本發明提供了一種基于多用戶干擾特征預測4G網絡系統效率最大化方法：首先，估測4G?OFDM多用戶干擾狀態。本方案采用典型的具有突發特性的ON/OFF模型作為用戶數據模型，對數據序列的長尾性、自我相似性結構相關性進行統計特征估測，與ON/OFF用戶序列統計結構相關的幾個重用參數如下：

(1)????最小的ON狀態持續期,?該參數由最小的文件大小和傳輸率決定。

(2)????最小的OFF狀態持續期。該參數由用戶的思考時間決定，其變化范圍是1～30s,本方案選擇：2s.

(3)????流量文件大小分布的斜坡。本方案選擇1.3。

(4)????用戶流量空置時間大小分布的斜坡。本方案選擇：1.5。

然后，估測無線衰落信道狀態的統計估測。使用一個相對簡便的信道模型來描述無線信道衰落特性。主要考慮的兩個衰落相關因素是：距離相關衰減因素和慢-陰影衰落因素。因此，距離相關衰減因素是：傳播衰減選擇d-4。其中：d表示傳播距離。慢-陰影衰落用具有標準偏差的正態分布描述。?

為了在子載波信道處于不同的衰落狀態時都能夠為每個用戶選擇具有相互獨立性的每個子載波（同時也為了克服頻率選擇性衰落所造成的符號間干擾），?采用足夠小的載波帶寬（小于相關帶寬）。

多用戶無線環境中，ON/OFF用戶數據具有自我相似周期相關特性。同時，考慮到用戶數據序列大?。▊鬏斘募拇笮。┓植嫉碾S機性，當傳輸較小的數據序列的用戶較多時，應采用短時間粒度范圍預測模型獲得和干擾信號在包的粒度水平預測值。因此，本方法同時考慮了干擾特征和業務隊列等待狀態，能夠使實際4GOFDM無線網絡傳輸具有效性和公平性的兩種保證。

3、有益效果

使用該算法能夠高效實現基于干擾狀態和隊列等待時間估測的系統傳輸效率最大化。

附圖說明

圖1?基于聯合物理層、數據鏈路控制層和應用層系統傳輸模型

具體實施方式

下面通過實施例來對本發明進行詳細說明。

實施例1

其工作方式如下：

考慮到用戶可能有較重對列負載，因此使用指數加權低通時間窗口平滑用戶數據的到達速率（控制用戶數據的接入）。將指數加權低通時間窗口的窗口長度調整為大時間粒度干擾預測間隔最優值。

系統優化模型是基于聯合物理層、數據鏈路控制層和應用層的機制。所以，算法的實現需要同時利用用戶數據的時間相關性（應用層）和用戶子載波信道狀態的分集性（物理層）確定子載波的分配決定（數據鏈路控制層）。優化實現過程如圖1所示。