[發(fā)明專利]基于靈活幀結(jié)構(gòu)的基站高能效資源分配方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110564953.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN113115465A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 隨文舒;張舜卿;陳小靜;徐樹公
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W72/08
• 分類號(hào): H04W72/08;H04W72/04
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種基于靈活幀結(jié)構(gòu)的基站高能效資源分配方法，考慮不同類型的服務(wù)流，將到達(dá)的服務(wù)包與不同幀結(jié)構(gòu)的資源塊進(jìn)行配對(duì)，結(jié)合頻域和時(shí)域的無線資源分配以及功率放大器靈活“開?關(guān)”操作，充分利用時(shí)域和頻域的多樣性和分集增益，提出基于滑窗的啟發(fā)式算法和凸優(yōu)化方法結(jié)合的無線資源配置方案。最終數(shù)值仿真結(jié)果表明提出的方法與其他基準(zhǔn)系統(tǒng)相比，該方法的功耗降低16.7％，能效提高29.3％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種無線通信領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種可用于各類異構(gòu)服務(wù)需求的場(chǎng)景，包括但不限于5G eMBB和URLLC服務(wù)的基于靈活幀結(jié)構(gòu)的基站高能效資源分配方法。

背景技術(shù)

第三代合作伙伴計(jì)劃協(xié)議針對(duì)5G物理層提出可擴(kuò)展子載波間隔和靈活幀結(jié)構(gòu)，這為5G的高能效傳輸提出機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在可擴(kuò)展子載波間隔和靈活幀結(jié)構(gòu)下進(jìn)行資源集中式調(diào)度，精細(xì)化關(guān)閉基站PA進(jìn)行系統(tǒng)節(jié)能。將延時(shí)、吞吐量QoS限制，需分配資源塊數(shù)量和可用時(shí)頻資源網(wǎng)格大小等多種因素綜合考慮，在無資源塊需要發(fā)送時(shí)，關(guān)閉基站功放可達(dá)到提升系統(tǒng)能效的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種基于靈活幀結(jié)構(gòu)的基站高能效資源分配方法，聯(lián)合資源調(diào)度和更加精細(xì)化的關(guān)斷技術(shù)的提高系統(tǒng)能效，在時(shí)頻資源網(wǎng)格角度下將離散的資源規(guī)整集群化，在空閑的時(shí)隙將基站PA關(guān)斷。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種基于靈活幀結(jié)構(gòu)的基站高能效資源分配方法，當(dāng)?shù)竭_(dá)基站側(cè)的數(shù)據(jù)流為泊松分布到達(dá)時(shí)進(jìn)行以下資源分配：

步驟1)基站端物理層從上層協(xié)議棧處獲得可用資源網(wǎng)格大小(F,T)、信道狀態(tài)信息{H_b,t}，其中：F為頻域的資源網(wǎng)格的最大索引，T為時(shí)間域的資源網(wǎng)格的最大索引，H為第b個(gè)資源塊在時(shí)間t的信道系數(shù)；

步驟2)基站端物理層從上層協(xié)議棧處獲得在時(shí)間周期T中需被分配的服務(wù)的延時(shí)要求、數(shù)據(jù)量需求和最大功耗限制；

步驟3)基站端物理層通過平均算法計(jì)算在所有服務(wù)流的最小延時(shí)約束之前的資源網(wǎng)格中存在的資源塊(Resource Block，RB)平均信道系數(shù)，并使用平均信道系數(shù)計(jì)算所有可能大小的資源池窗口能達(dá)到的數(shù)據(jù)容量；

步驟4)基站端物理層根據(jù)到達(dá)的服務(wù)流的容量需求選擇合適的滑動(dòng)窗口寬度，并用該寬度的滑動(dòng)窗口在待分配的服務(wù)流的最小延時(shí)要求之前選取信道狀況良好的候選資源池，并在候選資源池內(nèi)，將服務(wù)流按延時(shí)要求從小到大利用5G中靈活的幀結(jié)構(gòu)，依次為不同的業(yè)務(wù)分配不同配置的資源塊，以最小化發(fā)射功耗為目標(biāo)，用線性規(guī)劃解算器獲得資源分配策略；

步驟5)當(dāng)候選資源池里資源已分配完畢而仍有達(dá)到的服務(wù)s未分配RB，則重復(fù)步驟2)-步驟4)，直到所有的RB都被分配完畢，形成資源塊在資源窗口內(nèi)聚集化分配的策略并根據(jù)生成的分配策略傳輸RBs，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，關(guān)閉PA。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在URLLC和eMBB用戶共存的場(chǎng)景下，提出新的能效指標(biāo)，定義中的效用函數(shù)表征5G eMBB和URLLC服務(wù)共存的異構(gòu)QoS要求。以定義的能效指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo)，采用可擴(kuò)展的子載波間隔和靈活的幀結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)異構(gòu)服務(wù)的高能效資源配置。考慮不同類型的服務(wù)流，將到達(dá)的服務(wù)包與不同幀結(jié)構(gòu)的資源塊進(jìn)行配對(duì)，結(jié)合頻域和時(shí)域的無線資源分配以及功率放大器靈活“開-關(guān)”操作，充分利用時(shí)域和頻域的多樣性和分集增益，提出基于滑窗的啟發(fā)式算法和凸優(yōu)化方法結(jié)合的無線資源配置方案。最終數(shù)值仿真結(jié)果表明提出的方法與其他基準(zhǔn)系統(tǒng)相比，該方法的功耗降低16.7％，能效提高29.3％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明流程圖；

圖2為實(shí)施例場(chǎng)景示意圖；

圖3為實(shí)施例基本單元示意圖；

圖4為實(shí)施例RB編號(hào)示意圖；