專利名稱：一種基于子載波合并的多播資源調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于子載波合并的多播資源調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
隨著無線通信的飛速發(fā)展，用戶需求不再僅僅局限于單一的語音業(yè)務(wù)；視頻點(diǎn)播、音樂下載和移動(dòng)電視等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求迅猛增長。隨著用戶的增多，傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式已無力承載多媒體等高速業(yè)務(wù)。多媒體廣播/多播技術(shù)(MBMS Multimedia Broadcast andMulticast Service)，以它高效的點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸方式，大大提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，能很好地化解目前高速多媒體業(yè)務(wù)所遇到的困境，成為無線通信系統(tǒng)發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)之一。在多媒體多播系統(tǒng)中，為了保證所有服務(wù)用戶都能夠正常接收數(shù)據(jù)，多播業(yè)務(wù)速率取決于鏈路接收性能最差的用戶，而實(shí)際中最差用戶的鏈路接收性能往往非常差，這嚴(yán)重制約了多播業(yè)務(wù)速率的提升，也影響了多媒體多播業(yè)務(wù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種基于子載波合并的多播資源調(diào)度方法，在不增加額外的系統(tǒng)資源開銷的情況下，通過合理調(diào)度現(xiàn)有資源，盡可能改善目前多播系統(tǒng)中業(yè)務(wù)速率相對(duì)較低的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明提出一種基于子載波合并的多播資源調(diào)度方法，該方法通過在兩個(gè)的子載波上發(fā)送相同的信息，將兩個(gè)子載波當(dāng)做一個(gè)子載波來使用(此稱之為“合并“)，并以估計(jì)出的接收最大比合并得到的最差用戶SNiUSignal-to-Noise Ratio，信噪比)，確定合并子載波上的發(fā)射速率；該方法利用了子載波合并后能提供分集增益這一自由度，自適應(yīng)地選擇合并\非合并，并優(yōu)化調(diào)度子載波配對(duì)，以及子載波間的功率分配，從而提升系統(tǒng)總體的多播業(yè)務(wù)速率。本發(fā)明同時(shí)提出了相應(yīng)的子載波配對(duì)的簡化方法和子載波間功率分配的解華禹算法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明是一種基于載波合并的多播資源調(diào)度方法，用于一蜂窩小區(qū)，該蜂窩小區(qū)中某一多播業(yè)務(wù)有K個(gè)服務(wù)用戶，共有N個(gè)子載波可用來傳輸多播數(shù)據(jù)；其特征在于，包括以下步驟1)根據(jù)每個(gè)子載波上的最差用戶編號(hào)，將最差用戶編號(hào)相同的子載波劃歸到同一子載波子集合；子載波配對(duì)嘗試只在不同載波子集間進(jìn)行，從而降低配對(duì)復(fù)雜度，且不影響系統(tǒng)性能；2)先假定子載波間功率均分，采用多輪貪婪算法完成子載波配對(duì)；為了控制方法的復(fù)雜度，最多允許兩個(gè)子載波在一起作合并(合并方案采用最大比合并)，同時(shí)根據(jù)子載波合并增益大小，自適應(yīng)選擇合并/非合并；3)在步驟幻基礎(chǔ)上，以最大化多播總?cè)萘繛槟繕?biāo)，完成子載波間功率分配；根據(jù)此功率分配問題的特點(diǎn)，將整個(gè)過程解耦為兩個(gè)子過程子載波對(duì)內(nèi)的功率分配和子載波對(duì)間的功率分配，并給出相應(yīng)的求解方法。在上述技術(shù)方案中，步驟1)的具體操作如下根據(jù)每個(gè)子載波上的最差用戶，將整個(gè)子載波集合SETttrtal劃分為用戶數(shù)個(gè)子載波子集合；其中，最差用戶相同的子載波被劃歸為同一個(gè)子載波子集合中，并將此子載波子集合稱之為此最差用戶的子載波子集合(E*SETeilffl;i|^)。此時(shí)，每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)子載波子集合(有的用戶可能對(duì)應(yīng)一個(gè)空的子載波子集合)。在上述技術(shù)方案中，由于同一用戶的子載波子集合內(nèi)的子載波間合并增益為負(fù)，故子載波子集合內(nèi)不再進(jìn)行載波配對(duì)嘗試，從而減小配對(duì)復(fù)雜度，且不影響系統(tǒng)性能。在上述的技術(shù)方案中，步驟2)包括如下操作2-1)初始化集合Φ = SETt。tal，子載波配對(duì)集合編號(hào)t = 1，總的子載波對(duì)數(shù)目T=0，K個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的子載波子集合ψ, = SETua, k = {1，…，K}；初始化配對(duì)集合，從子載波集合中任取一個(gè)子載波加入配對(duì)集合，然后從剩下的子載波集合中找出，一個(gè)不與此子載波同用戶子載波子集的，且子載波合并增益最大的子載波。若所得的最大子載波合并增益大于零，則進(jìn)行配對(duì)合并，并將后一子載波加入配對(duì)集合；否則，不選擇配對(duì)合并。2-2)將步驟2-1)中得到的配對(duì)集合，從總的子載波集合中去除從子載波集合Φ中任選一個(gè)子載波Sctc作為貪婪算法的初始值；設(shè)子載波Sctc上的最差用戶編號(hào)為UE ，子載波^^所在的用戶子載波子集為，初始化一個(gè)新的集合為Θιφ-Ψ^。，以及一個(gè)子載波配對(duì)集合為sett = {ScJ (其合并增益Λ=0)；在此之
后，將子載波從所在的用戶子載波子集去除，即= ^UEst0 "^φ ；2-3)重復(fù)步驟2-1)和2- ，直至子載波集合為空從θ中任取一個(gè)子載波，并將其從 去除；此時(shí)θ = Θ-Sc0 ；2-4)所有上述步驟中得到的配對(duì)集合，即子載波配對(duì)的結(jié)果令子載波配對(duì)嘗試集合setbuffCT = ISctc, Sc6J，算出其載波合并增益為Δ—+ ；如果Δ"-' >Δ，則sett = setbuffer,A = A^'；其中，子載波合并增益計(jì)算方法如下2-4-1)計(jì)算子載波合并前，各個(gè)用戶在子載波Sci^nSc0上的接收SNR，并找出兩
個(gè)子載波上相應(yīng)的最差用戶i和j ；子載波合并前各個(gè)用戶接收SNR的計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種基于子載波合并的多播資源調(diào)度方法，用于一蜂窩小區(qū)，該蜂窩小區(qū)中某一多播業(yè)務(wù)有K個(gè)服務(wù)用戶，共有N個(gè)子載波可用來傳輸多播數(shù)據(jù)；其特征在于，包括以下步驟1)根據(jù)每個(gè)子載波上的最差用戶編號(hào)，將最差用戶編號(hào)相同的子載波劃歸同一子載波子集合；子載波配對(duì)嘗試只在不同子載波子集間進(jìn)行；2)先假定子載波間功率均分，采用多輪貪婪算法完成子載波配對(duì)；最多允許兩個(gè)子載波在一起作合并，合并方案采用最大比合并，同時(shí)根據(jù)子載波合并增益大小，自適應(yīng)選擇合并或者非合并；3)在步驟2)基礎(chǔ)上，以最大化多播總?cè)萘繛槟繕?biāo)，完成子載波間功率分配；整個(gè)子載波間功率分配過程，被解耦為兩個(gè)獨(dú)立的子過程子載波對(duì)內(nèi)的功率分配和子載波對(duì)間的功率分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于子載波合并的多播資源調(diào)度方法，其特征在于，步驟1)的具體方法如下根據(jù)每個(gè)子載波上的最差用戶，將整個(gè)子載波集合SETttrtal劃分為用戶數(shù)個(gè)子載波子集合；其中，最差用戶相同的子載波被劃歸為同一個(gè)子載波子集合中，并將此子載波子集合稱之為此最差用戶的子載波子集合，記為SETeafflPl^ ；此時(shí)，每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)子載波子集I=I O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于子載波合并的多播資源調(diào)度方法，所述步驟幻的具體步驟如下2-1)初始化集合Φ = SETtotal，子載波配對(duì)集合編號(hào)t = 1，總的子載波對(duì)數(shù)目T = 0，K個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的子載波子集合Wk = SETua, k = {1，-,K}；2-2)從子載波集合Φ中任選一個(gè)子載波作為貪婪算法的初始值；設(shè)子載波Sctc上的最差用戶編號(hào)為UE ，子載波S 所在的用戶子載波子集為，初始化一個(gè)新的集合為Θ=φ_ψυ^，以及一個(gè)子載波配對(duì)集合為sett = {ScJ，其合并增益Δ = 0 ；在此之后，將子載波Sctc從所在的用戶子載波子集+1^。中去除，即= ^UE5fce ；2-3)從θ中任取一個(gè)子載波，并將其從θ去除；此時(shí)θ = Θ-Sc0 ；2-4)令子載波配對(duì)嘗試集合setbuffCT = ISctc, Sc6J，算出其載波合并增益為Δ"-'；如果>Δ，則sett = setbuffer, Δ = ；其中，子載波合并增益計(jì)算方法如下2-4-1)計(jì)算子載波合并前，各個(gè)用戶在子載波Sctc和Sc0上的接收SNR，并找出兩個(gè)子載波上相應(yīng)的最差用戶i和j ；子載波合并前各個(gè)用戶接收SNR的計(jì)算公式如下
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于載波合并的多播資源調(diào)度方法，所述步驟；3)的具體步驟如下3-1)在步驟幻子載波配對(duì)結(jié)果的基礎(chǔ)上，將整個(gè)子載波間的功率分配解耦為兩個(gè)過程子載波對(duì)內(nèi)的功率分配和子載波對(duì)間的功率分配；3-2)針對(duì)由兩個(gè)子載波構(gòu)成的子載波對(duì)，作子載波對(duì)內(nèi)的功率分配；對(duì)于由兩個(gè)子載波構(gòu)成的子載波對(duì)中的任意一個(gè)子載波對(duì)In，m}，對(duì)內(nèi)功率分配的優(yōu)化模型建立如下maxmm{^{ m}}
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于子載波合并的多播資源調(diào)度方法，通過在兩個(gè)子載波上發(fā)送相同的信息，將兩個(gè)子載波當(dāng)做一個(gè)子載波來使用(此稱之為“合并”)，并以估計(jì)出的將兩個(gè)子載波上接收信號(hào)作最大比合并后的最差用戶的接收SNR，來確定合并子載波上的發(fā)送速率；該方法利用了子載波合并后能提供分集增益這一自由度，自適應(yīng)地選擇合并\非合并，并優(yōu)化調(diào)度子載波配對(duì)，以及子載波間的功率分配，從而提升系統(tǒng)總體的多播業(yè)務(wù)速率。本發(fā)明方法在不增加額外的系統(tǒng)資源開銷的情況下，通過合理調(diào)度現(xiàn)有資源，盡可能改善目前多播系統(tǒng)中業(yè)務(wù)速率相對(duì)較低的問題；本發(fā)明同時(shí)提出了相應(yīng)的子載波配對(duì)的簡化方法和子載波間功率分配的解耦方法。
文檔編號(hào)H04L5/00GK102571312SQ201210006098
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者任品毅, 常培梁, 朱世華, 王凡森, 陳志剛, 陳睿 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)