[發明專利]超密集網絡中基于動態分簇的小基站用戶資源分配方法

在審

• 申請號: 201711338268.6
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108012275A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 鮮永菊;鄭健;徐昌彪;郭瑞博
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W72/04;H04W72/06;H04W72/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于超密集網絡中的基于動態分簇的小基站用戶資源分配方案，其特征在于，包括以下步驟：

步驟101：計算小基站到簇頭的距離，按照距離的遠近，將小基站分配到距離最近的簇頭所在的分簇中；

步驟102：在步驟101分簇的基礎之上，利用分簇數目與小基站數目之間的關系、輸入參數的限制，對初始分簇結果進行合并或分裂操作；

步驟103：初始分配：對研究問題進行建模、求解，根據最優解中的關鍵參數，將用戶按照信道質量進行降序排列，用戶依次選取最優(即用戶對應的SINR值最大)的頻譜資源塊，對未選取到最優資源塊的用戶進行標記；

步驟104：補償分配：對被標記的用戶進行補償分配，根據公式計(1-8)算出用戶的調度值，并降序排列；然后依次從剩余資源塊中選取最優資源塊，或用戶對應的最優資源塊被別的用戶釋放之后，且在調度期間沒有被調分配出去，則優先分配分配給該用戶。

2.根據權利要求1所述的基于動態分簇的小基站用戶資源分配方法，其特征在于，所述步驟101計算小基站到簇頭的距離，按照距離的遠近，將小基站分配到距離最近的分簇中；其中包括：從所有小基站中選取K0個小基站作為初始簇頭，計算剩余小基站到這K0個簇頭的距離。按照到這K0個簇頭距離的遠近，將小基站分配到距離最近簇頭所在的分簇中。

3.根據權利要求1所述的基于動態分簇的小基站用戶資源分配方法，其特征在于，所述步驟102在步驟101的基礎之上，利用分簇數目與小基站數目的關系、輸入參數的限制，對初始分簇進行合并或分裂操作，判斷每個分簇中小基站到簇頭的距離方差是否大于簇中小基站到簇頭的最大距離方差，如果是，則對分簇進行分裂；判斷兩兩分簇的簇頭距離是否小于簇頭間最小距離，如果小，則將兩個分簇進行合并。

4.根據權利要求1所述的基于動態分簇的小基站用戶資源分配方法，其特征在于，所述步驟103首先對研究問題進行系統建模，公式如下：

M a x Σ f ∈ C k Σ m = 1 N ∂ f , u f m · B · log 2 ( 1 + S I N R ) - - - ( 1 - 1 ) ]]>

S , t : C 1 : R f , u f = Σ f ∈ C k Σ m = 1 N ∂ f , u f m · B · log 2 ( 1 + S I N R ) ≥ R m i n - - - ( 1 - 2 ) ]]>

C 2 : Σ f ∈ C k Σ m = 1 N P f , u f · ∂ f , u f m ≤ P T - - - ( 1 - 3 ) ]]>

C 3 : Σ f ∈ C k Σ m = 1 N ∂ f , u f m ≤ N , ∀ k - - - ( 1 - 4 ) ]]>

C 4 : Σ f ∈ C k ∂ f , u f m = 1 , ∀ m - - - ( 1 - 5 ) ]]>

C 5 : ∂ f , u f m ∈ { 0 , 1 } , ∀ f ∈ C k , m - - - ( 1 - 6 ) ]]>

得出最優解，

∂ f , u f m = B · ( 1 + λ 1 ) ln 2 ( λ 2 P f , u f + λ 3 - u ) - 1 S I N R - - - ( 1 - 7 ) ]]>

上式中，目標是最大化系統容量，C1-C5為限制條件，C1表示用戶的最低業務速率，C2表示系統總功率，C3表示可用資源塊的數目，C5表示最優解之和，C6最優解的取值范圍；最優解中有兩個變量，一個是功率Pf，uf，一個是信干燥比SINR，假設將功率進行均分，所以可以將其看作是定值，SINR是唯一的變量；當SINR增大或減小時，Pf，uf將隨之增大或減小。且選取SINR值較大的資源塊，則用戶獲取資源塊的概率也將增大。

初始分配階段：1、將所有用戶按照信道質量進行降序排列，用戶依次選取最優資源塊(即用戶所對應的SINR值最大的資源塊)；2、如果用戶對應資源塊被別的用戶選取，則該用戶從剩余資源塊中選取其中SINR的用戶，并對用戶進行標記；3、當多個用戶的最優資源塊相同的時候，根據該資源塊給用戶帶來的比特數大小決定，帶來比特數較大的用戶，優先分配。

5.根據權利要求1所述的基于動態分簇的小基站用戶資源分配方法，其特征在于，所述步驟104對于被標記的用戶進行補償分配，按照下列公式(1-8)對標記用戶進行調度值的計算，用戶按照調度值的高低進行排序，依次選取最優資源塊，或用戶對應的最優資源塊被別的用戶釋放，且調度期間沒有被分配出去，則優先分配給該用戶。