[發明專利]一種異構帶內自回傳網絡中的頻譜資源分配方法

有效

• 申請號: 201710282631.0
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106888509B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 唐倫;張元寶;沈海強;牛瑞彪;何小強;陳前斌
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

技術領域

本發明涉及移動通信網絡領域技術，具體涉及一種在異構帶內自回傳網絡下，采用大規模天線的波束切換系統中，用于保證用戶QOS需求和提升頻譜利用率的頻域資源分配技術。

背景技術

隨著無線網絡設備的數據傳輸需求低不斷提升，移動通信技術正快速朝著5G(第五代移動通信技術)發展。為了解決未來移動網絡數據流量增大1000倍以及用戶體驗速率提升10～100倍的需求，通過進一步挖掘新的頻率資源和引入新的無線傳輸技術是比較有前景的兩種提升手段。在宏蜂窩的覆蓋范圍內，采用小蜂窩在熱點地區進行容量提升的方式已得到廣泛使用。在下一代無線通信系統中，密集甚至超密集小蜂窩部署已被公認是滿足用戶超高容量需求的一種重要技術手段。在傳統異構網絡中，小基站通常采用有線連接方式進行回傳數據。若小基站進行密集部署時，如果仍采用傳統的有線回傳網絡，將導致網絡部署的困難和運營成本大幅增加。為了提高節點部署的靈活性、降低部署成本，利用和接入鏈路相同的頻譜和技術(Self-Backhaul，自回傳技術)進行無線回傳傳輸，是一個解決該問題的重要研究方向。

為了解決應用毫米波頻段時，路損較大、傳輸距離較近的不足，采用大規模天線波束賦形技術被普遍認為是一種可行地解決手段。然而，當在大規模天線波束賦形系統，特別是在波束切換系統中部署多個采用帶內自回傳方式進行回傳的小基站時，如何在保證可靠性地以及滿足用戶最低用戶速率需求同時進行高效地頻譜資源分配仍是亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種異構帶內自回傳網絡中的頻譜資源分配方法，解決在波束切換系統中、各波束覆蓋區域內部署多個帶內自回傳小基站所面臨地資源分配問題。首先根據用戶所接收宏基站信號質量按由弱到強順序接入到鄰近小基站中，并計算小基站所需接入帶寬大小；然后根據小基站回傳信號質量和負載情況分配相應回傳帶寬，再根據宏用戶所需資源按從小到大順序分配資源，最后按用戶頻譜效率由大到小順序以及用戶待傳數據量分配相應帶寬，實現了在滿足用戶最低速率需求和公平性地同時，提升了系統頻譜資源利用效率。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種異構帶內自回傳網絡中的頻譜資源分配方法，該方法包括以下步驟：

S1：移動用戶根據所接收到的宏基站信號強度，按由小到大順序進行排序；并按此順序讓各用戶選擇信號最強小基站進行關聯，若該小基站服務用戶數量小于小基站波束數量，則將此用戶按順序接入到小基站中，否則，小基站停止接入用戶；

S2：為各小基站服務用戶按最低速率傳輸需求計算各用戶對應接入帶寬，將所計算的最大值作為接入鏈路帶寬資源；根據各小基站負載和回傳鏈路信號質量計算自回傳小基站回傳鏈路所需頻譜資源，按所需資源由小到大順序為各小基站進行相應分配；

S3：根據宏用戶最低速率傳輸需求和當前信號質量，按所需資源從小到大順序為宏用戶分配頻譜資源；

S4：針對剩余頻譜資源，首先計算各用戶對應的頻譜效率，即單位頻譜資源可傳輸數據率大小，并按從大到小順序對用戶進行排序；然后按所排列的先后順序，根據用戶緩存待傳數據量大小計算所需資源大小，并為用戶進行相應分配；當所有用戶獲得足夠資源或無剩余頻譜資源可用時，則分配結束。

進一步，在步驟S1中，移動用戶定期對服務基站和干擾基站信號進行測量，然后根據測量值計算得到相應信干噪比(SINR)，并按從小到大順序對用戶進行排序；根據當前所收小基站信號強度，接入到鄰近小基站中，若小基站服務用戶數量已達到上限，則停止接入，其余用戶仍保留在宏波束覆蓋范圍下接受服務。

進一步，在步驟S2中，根據各小基站用戶最低速率需求以及對應信干噪比，計算各用戶所需接入帶寬，并選出其中最大值作為當前波束覆蓋區域內小基站接入帶寬；同時，根據基站回傳鏈路質量以及當前負載狀況，為各個小基站分配相應回傳頻譜資源。

進一步，在步驟S3中，宏基站根據宏用戶速率傳輸需求以及對應的信號質量，計算各宏用戶所需回程帶寬大小，并按由少到多順序為宏用戶分配資源。

進一步，在步驟S4中，根據各用戶接入情況，計算傳輸單位數據量時所需總資源大小，對于小基站用戶，所需資源包括接入資源與回程資源，對于宏用戶，所需資源只有回程帶寬資源，并按所需總資源按從小到大順序對用戶進行排序；然后根據各用戶待傳數據量大小分配相應頻譜資源，直到資源分配完畢或是當前宏波束下的所有用戶獲得足夠資源時，則停止分配，資源分配過程結束。

本發明的有益效果在于：