[發明專利]一種單小區LTE-A系統中基于等效容量的無線網絡虛擬化方法

有效

• 申請號: 201710268631.5
• 申請日: 2017-04-23
• 公開（公告）號: CN107018528B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 盧小峰;韓叢端;趙丹萍;劉博文;李文娜;張海林
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W24/06
• 分類號: H04W24/06;H04W72/04;H04W72/08;H04B17/391
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種單小區LTE-A系統中基于等效容量的無線網絡虛擬化方法，其特征在于，所述基于等效容量的無線網絡虛擬化方法通過有限狀態馬爾可夫模型表示瑞利信道，對接收端信噪比進行信道狀態劃分，并獲得信道狀態轉移矩陣，然后得到一個調度時隙內的服務速率的概率分布，進而獲取等效容量信息，根據等效容量構建資源分配模型的目標函數和約束條件，通過分支定界法求出資源分配模型的最優信道分配矩陣。

2.如權利要求1所述的一種單小區LTE-A系統中基于等效容量的無線網絡虛擬化方法，其特征在于，所述基于等效容量的無線網絡虛擬化方法包括：

1)引入LTE-A上行鏈路系統作為系統模型，無線信道為瑞利信道；

2)通過有限狀態馬爾可夫模型表示瑞利信道，獲得狀態轉移概率矩陣：

2a)結合瑞利信道的概率密度函數，將接收端信噪比劃分為M個信道狀態，p_i,j是信道狀態轉移概率矩陣P的元素，表示從第i個狀態轉移到第j個狀態的概率，i是1到M之間的正整數，j是1到M之間的正整數，同時假定無線信道的狀態轉移只發生在自身狀態的相鄰狀態之間，在一個單位子幀時間T_p內，T_p表示一個單位子幀時間；物理信道不發生變化，進入下一子幀時發生狀態轉移；

2b)對接收端信噪比進行信道狀態劃分，求得信道狀態的門限向量Γ＝[Γ₁,Γ₂,…,Γ_M+1]；

2c)根據信道狀態的門限向量Γ求出信道狀態轉移概率矩陣P；

3)假定一個調度時隙T內，信道狀態發生了L次轉移，對不同載波和不同用戶具有不同的初始狀態，為描述方便，忽略資源塊和用戶索引，令R＝(r₁+…+r_l…+r_L)/L表示一個調度時間內的服務速率，其中r_l表示第l個子幀內的信道容量，l是1到L之間的正整數，通過狀態轉移概率矩陣P可得到R的概率分布；

4)獲取等效容量信息：

4a)一個調度時隙內信道可以服務的數據量S_k,n(t)＝T·R_k,n，其中k是1到K之間的正整數，K為用戶個數，n是1到N之間的正整數，N為載波個數

4b)根據R的概率分布、數據量S(t)和第s個虛擬網的QoS指數θ_s可以得到s是1到S之間的正整數，S是虛擬網個數；

4c)由于在LTE-A上行系統，資源塊必須連續的分配給同一用戶，得到第w種模式下的等效容量w是1到W之間的正整數，

5)根據等效容量建立資源分配模型的目標函數：

表示信道分配變量，是一個0-1二值變量；

該目標函數共有三條約束：

第一條約束，是每條子信道只能分配給一條物理鏈路使用；

第二條約束，每條鏈路都會選擇一種資源分配模式用來傳輸信息；

第三條約束，信道分配變量為0-1的二值變量；

(6)利用分支定界法最大化(5)的目標函數，得到信道分配矩陣。

3.根據權利要求2所述的一種單小區LTE-A系統中基于等效容量的無線網絡虛擬化方法，其特征在于，所述步驟2c)中根據信道狀態的門限向量Γ求出信道狀態轉移概率矩陣P，其計算公式如下：

m＝1,2,…,M-1

m＝2,3,…,M

m＝1,2,…,M

p_i,j＝0,

其中，為電平交叉率，表示信道狀態的穩態概率，γ₀為接收端平均信噪比，γ為接收端瞬時信噪比。

4.根據權利要求2所述的一種單小區LTE-A系統中基于等效容量的無線網絡虛擬化方法，其特征在于，所述步驟3)中通過狀態轉移概率矩陣P可得到R的概率分布，其計算公式為：

其中，ξ表示組合數的個數，R_j為R的可能取值，的取值范圍為所有狀態對應的容量的組合。