[發(fā)明專利]一種OFDM兩層網(wǎng)絡(luò)中基于極大團(tuán)的簇優(yōu)化資源分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710467583.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN107682932B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱琦;季萍萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W72/04
• 分類號(hào): H04W72/04;H04L5/00
• 代理公司: 江蘇海越律師事務(wù)所 32402
• 代理人: 唐小紅

本發(fā)明公開了一種OFDM兩層網(wǎng)絡(luò)中基于極大團(tuán)的簇優(yōu)化資源分配方法。在OFDM兩層網(wǎng)絡(luò)中，在下行鏈路的場(chǎng)景下，宏基站與家庭基站頻譜資源共享，一個(gè)家庭基站服務(wù)兩個(gè)家庭用戶。本發(fā)明首先保證宏用戶的服務(wù)質(zhì)量，并給宏用戶優(yōu)先分配子載波，在此基礎(chǔ)上，建立基于圖論的家庭基站到家庭用戶各下行鏈路之間的干擾模型。然后，在建立的模型的基礎(chǔ)上，采用Bron?Kerbosch算法求取所有的極大團(tuán)，根據(jù)得到的極大團(tuán)求取簇。最后根據(jù)求得的簇來分配子載波。本發(fā)明提出的基于圖論的動(dòng)態(tài)資源分配方法有效的增加了系統(tǒng)的吞吐量，并降低了算法復(fù)雜度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種OFDM兩層網(wǎng)絡(luò)中基于極大團(tuán)的簇優(yōu)化資源分配方法，屬于無線通信的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在過去的五年內(nèi)，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)了18倍。2016年底，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量達(dá)到每月7.2艾字節(jié)。在2016年，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了蜂窩網(wǎng)，其中移動(dòng)數(shù)據(jù)的60％是基于Wi-Fi或家庭基站實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來說，提供高速率的鏈接以及大覆蓋范圍的網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)重要的議題。然而，由于容量的受限以及通過墻時(shí)的信號(hào)衰弱，傳統(tǒng)的宏蜂窩系統(tǒng)已不能滿足日益增加的速率需求和保證室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的高連通度，家庭基站能有效的彌補(bǔ)宏基站的不足而引起了人們的廣泛關(guān)注。

家庭基站因?yàn)橛脩舻男枰鵂顟B(tài)會(huì)隨時(shí)開關(guān)，這種“即插即用”的機(jī)制會(huì)對(duì)家庭基站拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)造成一定的動(dòng)態(tài)性和不可預(yù)測(cè)性，因此動(dòng)態(tài)的分配頻譜在家庭基站網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖嫌衅浔匾浴１景l(fā)明利用圖論對(duì)家庭基站的物理模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，將家庭基站簡(jiǎn)化為模型中的點(diǎn)，將家庭基站間的相互干擾簡(jiǎn)化成模型中點(diǎn)與點(diǎn)之間的邊，將子帶分配問題簡(jiǎn)化為著色問題，圖論的應(yīng)用在實(shí)際生活中有其實(shí)用操作性。

本發(fā)明通過對(duì)極大團(tuán)枚舉算法的研究，引入一個(gè)低復(fù)雜度的Bron-Kerbosch算法，并在求得的極大團(tuán)的基礎(chǔ)上對(duì)簇進(jìn)行求取。已知簇內(nèi)的點(diǎn)與點(diǎn)之間沒有邊，因此在OFDM環(huán)境中，同一子載波可以被分配給同一簇內(nèi)的所有家庭基站。本發(fā)明對(duì)非資源沖突區(qū)域進(jìn)行資源分配，每一個(gè)簇都是一個(gè)非資源沖突區(qū)域，因此每個(gè)簇中的點(diǎn)的個(gè)數(shù)越多，頻譜利用率越高。本發(fā)明首先對(duì)極大團(tuán)的枚舉，轉(zhuǎn)而對(duì)簇進(jìn)行求取，這種做法不僅可以降低復(fù)雜度，更可以大大的提高了頻譜利用率。

本發(fā)明是在OFDM的下行鏈路的場(chǎng)景下運(yùn)行。OFDM把可用頻帶分成一系列正交的子信道，每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各個(gè)子載波并行傳輸。OFDM系統(tǒng)有著優(yōu)越的性能，其優(yōu)點(diǎn)主要在于頻譜利用率較高。OFDM系統(tǒng)中，子載波是相互正交的，之間沒有保護(hù)間隔且頻譜重疊，因此可以節(jié)省頻譜資源，提高頻帶的利用率，也就是提高系統(tǒng)的吞吐量。

在兩層網(wǎng)絡(luò)模型中，頻譜資源的分配模式分為宏基站和家庭基站不共用頻譜、部分共用和共用頻譜三類。在頻譜資源越來越稀缺的今天，完全不共用頻譜是不現(xiàn)實(shí)和不經(jīng)濟(jì)的。在本發(fā)明中，宏基站和家庭基站是共享頻譜資源的，因此宏基站用戶和家庭基站用戶同時(shí)需要面臨兩個(gè)干擾：跨層干擾和同層干擾。在宏基站和家庭基站共享頻譜資源的同時(shí)，如何提高家庭基站的平均吞吐量和系統(tǒng)的吞吐量，與此同時(shí)還需降低方法的復(fù)雜度。因此，本發(fā)明優(yōu)先保證宏用戶的服務(wù)質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上，考慮宏基站和其他家庭基站對(duì)家庭用戶的干擾，基于圖論來分配所有頻譜，大大提高系統(tǒng)吞吐量。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明針對(duì)以往簇求取算法中資源利用效率不高和極大團(tuán)枚舉算法中算法復(fù)雜度較高的情況，提供一一種OFDM兩層網(wǎng)絡(luò)中基于極大團(tuán)的簇優(yōu)化資源分配方法。

技術(shù)方案：1.一種OFDM兩層網(wǎng)絡(luò)中基于極大團(tuán)的簇優(yōu)化資源分配方法，該方法包括以下步驟：