[發明專利]一種異構蜂窩網絡中的分層資源分配方法

有效

• 申請號: 201910577956.0
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110337129B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 于銀輝;李清華;鄭毅超;牟勁龍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H04W36/04
• 分類號: H04W36/04;H04W72/04
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發明公開了一種異構蜂窩網絡中的分層資源分配方法，包括：建立層次化的異構蜂窩網絡模型，將異構蜂窩網絡劃分為宏基站層、家庭基站層和用戶層三層；小區選擇過程，每個用戶選擇最大數據傳輸率的家庭基站接入，小區選擇完成之后每個家庭基站獲得需要服務的用戶范圍；子信道分配過程，依據每個用戶的理想業務需求降序排列構建用戶索引；功率分配過程，保證通信質量的前提下最小化功率消耗。本發明優化了家庭基站用戶的小區選擇機制，有效提升了家庭基站用戶及系統的吞吐量。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，更具體的說是涉及一種異構蜂窩網絡中的分層資源分配方法。

背景技術

隨著蜂窩網絡的發展和小區分裂的不斷推進,無線發射站點越來越密集。盡管如此,越來越多智能終端的使用,以及預測中的各種物聯網應用的蓬勃發展,目前的密集站點仍舊不能滿足業務的需求。尤其是,大視頻等新型的移動寬帶業務對容量的需求龐大,在一些特殊場景下,甚至達到Tbps/km2的量級。超密集網絡(UDN)下的移動通信研究需求應運而生,該場景下的技術解決方案幾乎成為第五代移動通信的最核心的技術需求之一。

超密集異構蜂窩網絡即在現有宏基站覆蓋區域內，密集部署多種類型的低功率基站，極度復用有限的頻帶資源，可以極大地提高頻譜利用率和擴大網絡容量。

同時超密集組網也有效縮短了用戶與接入節點間的距離，改善通信服務質量。區別于傳統的扁平化的網絡結構，超密集組網將帶來宏基站、家庭基站及蜂窩用戶共存的異構蜂窩網絡。在此場景下，用戶需求多樣化、不同類型的節點共存，導致網絡環境更加復雜，傳統的接入機制不再適用，資源分配效率較低。

因此，如何提供一種異構蜂窩網絡中的分層資源分配方法成為了本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種異構蜂窩網絡中的分層資源分配方法，優化了家庭基站用戶的小區選擇機制，有效提升了家庭基站用戶及系統的吞吐量。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種異構蜂窩網絡中的分層資源分配方法，包括：

建立層次化的異構蜂窩網絡模型，將異構蜂窩網絡劃分為宏基站層、家庭基站層和用戶層三層；

小區選擇過程，每個用戶選擇最大數據傳輸率的家庭基站接入，小區選擇完成之后每個家庭基站獲得需要服務的用戶范圍；

子信道分配過程，依據每個用戶的理想業務需求降序排列構建用戶索引；

功率分配過程，保證通信質量的前提下最小化功率消耗。

優選的，一個宏基站覆蓋范圍內存在多個家庭基站，每個家庭基站區域內存在多個用戶，且多個用戶服從PPP分布模型，每個用戶都可以依據其自身的業務需求占用一個或多個子信道，并且不同用戶的子信道之間相互正交。

優選的，所述宏基站與所述家庭基站間設置有中央控制器，所述宏基站和所述家庭基站均通過高速鏈路接入所述中央處理器。

優選的，小區選擇過程為：利用香農公式得到用戶u_f選擇服務小區依據的準則：

其中，W是信道寬帶，S是信道內所傳信號的平均功率，N_noise是信道內部的高斯噪聲功率，B是每個子信道寬帶，F是該區域內家庭基站集合，N是子信道集合，代表由家庭基站f提供服務、占用子信道n的用戶u_f的信干比，是基站f在子信道n上服務的用戶u_f的發射功率，是在子信道n上由基站f服務的用戶u_f的信道增益，N₀是頻譜密度為-174dBm/Hz的零均值加性高斯白噪聲。