[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

本發明涉及超密集網絡中基于小基站動態分簇的小基站用戶資源分配方法，包括根據小基站到簇頭的距離，將小基站分配到距離較近的簇頭所在的分簇中；根據分簇數目與小基站數目的關系、分簇方案輸入參數的限制，對分簇結果進行合并或者分裂操作；對資源分配問題進行建模、求解，根據最優解中的關鍵參數，提出小基站用戶的初始資源分配方案；針對未獲得最優資源塊的用戶進行補償分配。本發明在減少系統指令開銷和層內干擾的前提下，對小基站進行動態分簇，對資源進行簇間復用，在提高系統容量、系統頻譜效率的同時兼顧用戶公平性。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及到超密集網絡中基于小基站動態分簇的小基站用戶資源分配方法。

背景技術

從3G(第三代移動通信)投入使用到4G(第四代移動通信)的成功商用，無線通信技術在不斷的發展和前進。伴隨著手持終端設備的普及和通信業務的多樣化，未來人們對于通信業務的需求呈現出爆炸式增長。從業務場景來看，移動業務的60％、數據業務的70％發生在室內和熱點區域。現有4G移動網絡，在解決用戶接入速率、接入質量、高速移動性支持、吞吐量提升等方面具有很大的突破。但對于越來越高的用戶體驗速率、未來千億的設備連接數密度、毫秒級的端到端時延，現有技術還無法滿足，特別是公共場所、大型商超等人口密集區域的業務需求問題，在下一代的通信技術的研究中，提出了超密集網絡技術，解決人口密集區域的業務需求問題。

超密集網絡是在傳統宏蜂窩覆蓋下密集部署小基站，通過減少小基站到用戶的距離、合理的資源分配策略等手段，提升人口密集區域的系統容量、提升用戶的服務質量。然而由于小基站部署的靈活性、頻譜分配等問題，將會加劇系統干擾，如層間干擾、層內干擾。此外，系統內的指令開銷將會隨著小基站數目成指數級增長。因此如何減少因密集部署小基站帶來的系統干擾和指令開銷成為待解決的問題。

目前相關文獻已經提出了一些用于減少系統干擾和指令開銷的方法，其中宏基站集中控制模式下的干擾管理方案采用頻譜動態分配和功率控制成為抑制超密集網絡中干擾的有效手段。此外，有人提出了一種基于小基站分組的干擾管理方案，基本有兩種類型，一類是組內進行正交分配，組間進行復用，組內正交分配的方法是將距離相近干擾較大的小基站分在相同組，相同組中的小基站使用不同的子信道，不同分組之間對頻譜進行復用。另一類是組間分配正交資源，組內進行復用。組間正交分配的方法是將距離較遠干擾較小的基站分在同一組內，同一組內的小基站對子信道進行復用，不同組間分配正交信道。

發明人發現，現有技術中，宏基站集中控制模式下干擾管理方案中的系統信令開銷將隨著小基站數量增加而增加，該方法很難完全應用在超密集網絡環境中；由于小基站部署的靈活性，需要分簇方案能夠根據網絡拓撲的變化，進行動態分簇；此外基于分組的干擾管理方案中組內正交方法是從每個小基站自身出發進行分組，難以找到全局較優秀的分組方案。同時，這種分配使得每個分簇中的小基站數目相差很大。面對有限的系統可用頻譜資源，可能會使的一部分的小基站用戶分布不到足夠的或者是沒有分到頻譜資源，使得用戶服務質量無法得到保障。

發明內容

針對以上現有技術的的問題，本發明討論了超密集網絡中的頻譜資源分配問題，提出了一種超密集網絡中基于動態分簇的小基站用戶資源分配方法，可以有效的減少系統的層內干擾和信令開銷，在提升系統容量、用戶的服務質量的同時兼顧用戶公平性。

本發明是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，主要包括以下步驟：

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。