[發(fā)明專利]一種基于軟件定義的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)資源分配方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810188269.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN108521671A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張海君;劉娜;李亞博;隆克平;董江波;楊揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W72/04
• 分類號(hào): H04W72/04;H04B10/116
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提出了一種基于軟件定義的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，用以解決即將到來(lái)的第5代移動(dòng)通信系統(tǒng)中頻譜和能量資源分配問題。所述方法在軟件定義的VLC和RF的小小區(qū)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，對(duì)各參數(shù)的初始化后，計(jì)算VLC系統(tǒng)和RF系統(tǒng)的系統(tǒng)容量和系統(tǒng)功率，并設(shè)置目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)功率增益最高的原則進(jìn)行子信道分配；再在VLC系統(tǒng)中定義指標(biāo)函數(shù)，給出優(yōu)化問題并得出增廣拉格朗日函數(shù)；再對(duì)功率矩陣公式進(jìn)行更新，從而得出功率分配數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過(guò)考慮回程約束，QoS要求和小區(qū)間干擾限制，采用丁克爾巴赫式算法將原始分?jǐn)?shù)形式的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換成減法函數(shù)，然后用ADMM方法來(lái)解決優(yōu)化問題進(jìn)而最大限度地提高異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的能量效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于移動(dòng)通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于軟件定義的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)資源分配方法。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量也隨之日益激增并且?guī)?lái)了許多挑戰(zhàn)，5G系統(tǒng)預(yù)計(jì)會(huì)依靠虛擬化的軟件定義網(wǎng)絡(luò)功能來(lái)應(yīng)對(duì)大規(guī)模的吞吐量要求，但是頻譜資源和能量資源的利用效率都受到了嚴(yán)重限制。

為了更好地處理這種使用情況，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界相繼提出了將可見光通信作為無(wú)線射頻網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充應(yīng)用到室內(nèi)通信環(huán)境中，進(jìn)而在這種結(jié)合可見光通信以及無(wú)線射頻小小區(qū)通信的異構(gòu)環(huán)境中尋找一種節(jié)能方法來(lái)提高能量效率。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源管理效率低下，運(yùn)行不靈活。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)頻譜資源和能量資源的利用效率不高的問題，提出了一種基于軟件定義的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)資源分配方法，以最優(yōu)化場(chǎng)景中的功率分配為目標(biāo)，采用丁克爾巴赫式算法將原始分?jǐn)?shù)形式的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換成減法函數(shù)，然后用ADMM方法來(lái)解決優(yōu)化問題進(jìn)而得到一種異構(gòu)環(huán)境中的資源分配機(jī)制。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種基于軟件定義的可見光通信和射頻小小區(qū)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，所述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括：基礎(chǔ)設(shè)施層、控制層和應(yīng)用層；其中，

所述基礎(chǔ)設(shè)施層部署在室內(nèi)環(huán)境中，可見光通信和無(wú)線射頻小小區(qū)接入點(diǎn)均勻的布置其中，用戶隨機(jī)分配在二者重疊覆蓋范圍之內(nèi)；

所述控制層，至少包括一個(gè)基于軟件定義的控制器，所述控制器同時(shí)與可見光通信小小區(qū)和無(wú)線射頻小小區(qū)連通，用于處理整個(gè)接入網(wǎng)絡(luò)的管理；

所述應(yīng)用層，包括來(lái)自不同運(yùn)營(yíng)商或設(shè)備提供商的服務(wù)器，與控制層連通，通過(guò)控制層實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端與基礎(chǔ)設(shè)施層的用戶的交互。

上述方案中，所述方法依賴于權(quán)利要求1所述的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

步驟S1，初始化移動(dòng)用戶端MTs的各項(xiàng)參數(shù)以及信道衰落系數(shù)h_VLC和h_RF，在MTs與對(duì)應(yīng)的AP之間的鏈路無(wú)故障率ρ_VLC和ρ_RF，初始化功率分配矩陣中的元素x_RF以及全局輔助向量z_RF；

步驟S2，計(jì)算VLC和RF小小區(qū)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量C_T和系統(tǒng)功率P_T；

步驟S3，定義目標(biāo)函數(shù)為

步驟S4，根據(jù)功率增益最高的原則進(jìn)行子信道分配B^RFB^VLC；

步驟S5，在RF小小區(qū)系統(tǒng)中定義指標(biāo)函數(shù)g(z_RF)，并給出功率優(yōu)化問題；

步驟S6，根據(jù)g(z_RF)得出增廣拉格朗日函數(shù)；

步驟S7，根據(jù)指標(biāo)函數(shù)g(z_RF)和功率矩陣公式依次更新功率分配矩陣

步驟S8，在VLC小小區(qū)系統(tǒng)中定義指標(biāo)函數(shù)g(z_VLC)，并給出功率優(yōu)化問題；