[發明專利]基于能效的密集小蜂窩網絡資源分配方法

在審

• 申請號: 201711176251.5
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107708157A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 韋世紅;張麗;弭寶松;楊浩瀾
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W48/20;H04W52/34;H04W72/02;H04W72/08
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所50215
• 代理人: 寸南華

技術領域

本發明涉及移動通信領域，具體為一種基于能效的密集小蜂窩網絡資源分配方法。

背景技術

隨著互聯網的廣泛應用和移動智能終端的普及，人們對移動數據業務的需求量與日劇增，現在人們已經習慣并依賴無處不在、無時不通的無線網絡。現有的4G網絡移動通信系統以及下一代移動通信系統所用頻段均為2GHz左右的高頻段，這種高頻的無線信號穿透能力非常強，傳輸能量損耗也非常大，導致室內信號大幅度衰減，甚至在某些封閉環境將出現覆蓋偏弱，乃至覆蓋“空洞”現象。在這樣的情況下，僅依靠宏基站，已經無法滿足室內用戶的通信需求了。此外，據調查，有70％移動數據業務發生在室內，歐洲20％～40％、美國40％～50％、中國60％的移動電話通話是在室內發生的。

為了滿足日益增長的高速率業務要求，部署小蜂窩網絡被認為是一種有效的解決辦法，小蜂窩具有低功率、覆蓋范圍小、組網靈活的特點，特別適合用于城市地區補盲及熱點區域的分流，在繁忙地區，小蜂窩可分流80％的流量。由此，小蜂窩成為了近年來5G的關鍵技術之一。

隨著業務類型的不斷豐富和應用需求的快速增長，特別是高帶寬需求的業務涌現，人們對無線網絡中資源的需求越來越大，日益增長的資源需求和有限的網絡資源供給之間的矛盾已成為制約無線通信發展的主要因素之一。由此，實現無線網絡資源的合理、高效利用是密集小蜂窩網絡亟待解決的技術挑戰之一。在復雜多變的異構融合網絡環境中，由于網絡中基站設備消耗能量巨大，除了網絡資源的高效利用以及用戶業務(Quality of Service，QoS)保證以外，如何在滿足用戶業務數據傳輸的前提下有效降低異構網絡中的能量消耗、提高網絡能效，這也是當前異構無線網絡在服務用戶所面臨的關鍵挑戰之一。

綜上所述，在有限的網絡資源供給上合理的分配資源實現網絡能效的最大化是無線資源管理的主要目標。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于如何實現負載均衡下的用戶和小區基站最優選擇方案，在提升網絡能效的同時合理的分配信道和功率給每個用戶，該方法在分配過程，聯合優化負載均衡并以最大化網絡能效為目的確定最優信道分配和功率分配方案。

本發明提出了一種基于能效的密集小蜂窩網絡資源分配方法，能夠有效的提高網絡能效并保障用戶服務需求。這對增加網絡的整體性能將具有十分重要的意義。

本發明解決上述問題所提出的技術方案是一種基于能效的密集小蜂窩網絡資源分配方法：包括：

S1、基于負載均衡確定小區最優選擇；

S2、根據所述小區最優選擇，確定信道分配方案；

S3、根據所述信道分配方案，優化網絡能效確定最優功率分配方案。

進一步的，對于確定小區最優選擇，每個用戶可根據自己的最低服務速率需求建立其備選小區列表，即可以滿足用戶最低速率需求的小區的集合，定義用戶的優先級為其備選小區列表中基站的個數。讓優先級高的用戶優先選擇能夠使其效用函數值最大的基站作為自己的服務基站。

進一步的，對于信道分配方案，為減輕同層和跨層干擾，先進行小區和用戶分簇，然后進行信道分配。首先，把有鄰居關系的小區分成簇，然后在小區簇里以最小化用戶的相關干擾為目的進行用戶分簇。分簇完成后，同一用戶簇中的用戶選擇使該簇平均能效最大的子信道，該過程迭代進行，直到所有的子信道分配完。

進一步的，對于功率分配方案，由于一個基站可以連接多個用戶，所以在功率分配時會受基站的最大傳輸功率限制，即基于以上考慮，結合信道分配方案該算法聯合優化網絡能效并確定最優功率分配方案。

本發明的有益效果在于：本發明所述方法不僅可以有效的保障密集小蜂窩網絡中不同類型基站下的負載均衡，而且聯合最大化網絡能效實現了最優的信道分配方案、功率分配方案進而提升整個網絡的傳輸性能。

附圖說明

圖1為本發明的密集小蜂窩網絡場景模型圖；

圖2為本發明的基于能效的密集小蜂窩網絡資源分配方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。