[發明專利]一種基于時延約束的C-RAN網絡資源分配方法

在審

• 申請號: 202011287901.5
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112566131A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 呂紅亮;關文博;譚靜茹;嚴思璐;趙冉冉;張玉明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種基于時延約束的C?RAN網絡資源分配方法，包括：對C?RAN系統進行參數初始化，所述C?RAN系統包括多個基帶處理單元、多個遠端無線射頻單元和多個用戶設備；計算所述遠端無線射頻單元與所述用戶設備之間的信干噪比和可達速率；根據C?RAN系統的QoS約束要求，獲取用戶設備在傳輸隊列中的能夠等待的最大時延；根據C?RAN系統的QoS約束要求，以最大化系統吞吐量為優化目標建立優化問題；對所述優化問題進行求解，更新系統吞吐量，完成C?RAN系統中的動態無線資源分配。該方法在C?RAN網絡下，以網絡吞吐量最大化為優化目標，對系統的RRH選擇、子載波分配、RRH發射功率分配進行優化，能夠有效解決C?RAN網絡的資源分配效率低下問題。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種基于時延約束的C-RAN網絡資源分配方法。

背景技術

近年來，智能終端應用和無線設備的指數式發展及多樣化移動業務的需求急速增長，致使移動用戶不再滿足于簡單的語音通信和普通的數據通信。然而，傳統無線網絡中的接入網在部署、運營和建設中存在各種問題，例如高能耗、潮汐效應等，這些問題會降低整個網絡的服務水平和用戶體驗。因此未來無線通信的系統容量需要不斷擴大，這樣才能滿足人們的要求，保證大量數據能夠實時、準確、快速的傳輸。為了達到這一目的，通信系統需要在一些方面做出一定改善，使得對有限的頻譜資源更加合理地進行劃分利用，例如在頻譜接入方面可以利用無線電技術的快速發展，使得接入方式更加靈活；在數據流方面可以通過使用多天線等技術手段，使得更多的線路能夠進行并行傳輸；在功率資源方面，可以通過使用最優功率分配技術進行資源的重組優化。

為了應對上述挑戰，具有集中化、協作化、云化、綠色化概念的新型無線接入網架構C-RAN應運而生。C-RAN是一種基于集中化處理，協作式無線電和實時云計算構架的綠色無線接入網構架，主要由分布式無線RRH(Remote Radio Head，遠端無線射頻單元)、集中式BBU(Building Base band Unite，基帶處理單元)以及連接二者的高可靠前傳網絡三部分構成。BBU集中化形成BBU池，進行基帶處理的任務，同時RRH拉遠，只負責簡易的信息收發工作，通過高可靠低時延高帶寬的光傳輸網與BBU池進行數據切換。不論是C-RAN基本特點的實現還是未來無線接入網絡各種要求的滿足，都離不開對接入網絡中各種資源的分配。通過對無線資源的分配可以降低網絡功耗，減少干擾抑制，提升系統吞吐量，滿足無線網絡業務對處理能力的實時需求。

目前國內外學者對C-RAN架構下的資源管理研究尚處在初始階段，主要研究可分為兩個方面：一個是基于RRH的無線資源分配，另一個是基于BBU池的計算資源分配。Tian B等人基于RRH發射功率、覆蓋范圍和毫米波最大傳輸距離這三個約束條件得到一個最優的RRH分配方案，提高了系統的能量效率。Hburi I S等人基于RRH發射功率、RRH部署密度以及用戶數量提出一種用戶密集型的網絡模型，提高了系統的能量。Zhao W等人通過優化RRH功率和帶寬選擇、用戶的業務需求、頻譜效率來得到最優的RRH選擇方案，減少了系統總功耗。但是，目前現有的C-RAN網絡資源分配方法普遍存在資源分配效率較低的問題，導致負載失衡、呼叫阻塞事件增多和用戶服務質量的下降。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于時延約束的C-RAN網絡資源分配方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種基于時延約束的C-RAN網絡資源分配方法，包括：

S1：對C-RAN系統進行參數初始化，所述C-RAN系統包括多個基帶處理單元、多個遠端無線射頻單元和多個用戶設備；

S2：計算所述遠端無線射頻單元與所述用戶設備之間的信干噪比和可達速率；

S3：根據C-RAN系統的QoS約束要求，獲取用戶設備在傳輸隊列中的能夠等待的最大時延；

S4：根據C-RAN系統的QoS約束要求，以最大化系統吞吐量為優化目標建立優化問題；