專利名稱：一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行鏈路資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于宏小區(qū)和毫微微小區(qū)混合網(wǎng)絡(luò)下的通信資源管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行鏈路資源分配方法。
背景技術(shù)：
移動(dòng)用戶對(duì)傳輸帶寬和數(shù)據(jù)速率的需求呈指數(shù)增長趨勢(shì)，IMT-Advanced(International Mobile Telecommunications-Advanced,高級(jí)國際移動(dòng)通信)傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已不能滿足室內(nèi)、中小企業(yè)等熱點(diǎn)區(qū)域的無縫覆蓋，因此，頂T-Advanced異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。圖I是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)架圖，如圖I所示，在MT-Advanced系統(tǒng)的Macro-Femto(MacrocelI-FemtocelI,宏小區(qū)_毫微微小區(qū))異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，毫微微小區(qū)通過在宏小區(qū)中插入大量的家庭基站拉近天線與用戶之間的距離，實(shí)現(xiàn)小區(qū)分裂，大大降低發(fā)射功率，延長終端電池使用時(shí)間，并獲得高的信噪比，從而提高了系統(tǒng)吞吐量，降低了中斷概率。家庭基站的密集部署、重疊覆蓋會(huì)造成復(fù)雜的干擾結(jié)構(gòu)，并且由于家庭基站根據(jù)用戶的需求安裝甚至移動(dòng)，因此運(yùn)營商無法進(jìn)行家庭基站的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化，這更加劇了干擾管理的難度。圖2是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行鏈路干擾情境示意圖，如圖2所示，IMT-Advanced系統(tǒng)Macro-Femto異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)就是下行鏈路同信道同層干擾和跨層干擾。因此，更加有效的干擾管理技術(shù)就成為家庭基站標(biāo)準(zhǔn)化過程中首要解決的問題之一。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，由于各子層之間(即應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、媒體接入控制層和物理層之間)為維護(hù)自身的獨(dú)立性與完整性而存在的大量信息冗余，不僅過多消耗了帶寬與功率等緊缺資源，而且直接制約了系統(tǒng)性能充分發(fā)揮。于是，高效跨層的、跨模塊的干擾協(xié)調(diào)方法逐步成為業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。現(xiàn)有的Macro-Femto異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)主要包含以下幾類①智能功率控制，只考慮了物理層技術(shù)；②Macro與Femto實(shí)行正交資源分配,頻譜利用率低； ③多點(diǎn)協(xié)作傳輸與接收，MeNodeB (Mecro Node Base,宏基站)與HeNodeB (HomeNode Base，家庭基站)以及HeNodeB與HeNodeB之間需要交換信息，信令開銷大，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度高，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的改動(dòng)較大，不具有很好的后向兼容性?，F(xiàn)有的跨層動(dòng)態(tài)資源分配技術(shù)的缺點(diǎn)包括①大部分技術(shù)只考慮MAC層與物理層的信息交互，少部分技術(shù)考慮了網(wǎng)絡(luò)層、MAC層、物理層之間的聯(lián)合優(yōu)化，這些技術(shù)都沒有將TCP/IP五層聯(lián)合設(shè)計(jì)，沒有最大化系統(tǒng)性能提升；②考慮的業(yè)務(wù)類型不全，用戶發(fā)起的業(yè)務(wù)類型單一，而在實(shí)際通信系統(tǒng)中，用戶可以同時(shí)發(fā)起多種不同QoS需求的業(yè)務(wù)；③公平性指標(biāo)只注重用戶間吞吐量的平衡，大部分技術(shù)沒有考慮時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、分組丟失率等QoS指標(biāo)在用戶之間的平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行鏈路資源分配方法，將動(dòng)態(tài)跨層資源分配技術(shù)應(yīng)用于Macro-Femto異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到降低小區(qū)間干擾、最大化系統(tǒng)吞吐量、保證每個(gè)用戶每種業(yè)務(wù)的QoS需求、實(shí)現(xiàn)用戶之間的公平以及業(yè)務(wù)之間的公平。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行鏈路資源分配方法，將動(dòng)態(tài)跨層資源分配技術(shù)應(yīng)用于IMT-Advanced系統(tǒng)的Macro-Femto異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，其特征是所述方法包括步驟I :將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中宏小區(qū)/毫微微小區(qū)的用戶放入集合中組成用戶集合，將所有可用資源塊放入集合中組成可用資源塊集合，計(jì)算用戶集合中每個(gè)用戶的優(yōu)先級(jí)，將用戶按照優(yōu)先級(jí)由高到低的順序排序并組成用戶優(yōu)先級(jí)列表； 步驟2 :在用戶集合中選擇優(yōu)先級(jí)最高的用戶；步驟3 :計(jì)算該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量；步驟4 :將該優(yōu)先級(jí)最高的用戶從用戶集合中刪除；步驟5 :判斷用戶集合是否為空，如果用戶集合為空，則執(zhí)行步驟6 ;否則，返回步驟2;步驟6 :從用戶優(yōu)先級(jí)列表中選擇優(yōu)先級(jí)最高的用戶；步驟7 :從可用資源塊集合中選擇信道質(zhì)量最好的資源塊分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶；步驟8 :將已經(jīng)分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶的信道質(zhì)量最好的資源塊從可用資源塊集合中刪除；步驟9 :判斷可用資源塊集合是否為空，如果可用資源塊集合為空，則執(zhí)行步驟13;否則，執(zhí)行步驟10;步驟10 :判斷分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶的資源塊的數(shù)量是否小于該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量，如果分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶的資源塊的數(shù)量小于該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量，則返回步驟7 ;否則，執(zhí)行步驟11 ；步驟11 :將該優(yōu)先級(jí)最高的用戶從用戶優(yōu)先級(jí)列表中刪除；步驟12 :判斷用戶優(yōu)先級(jí)列表是否為空，如果用戶優(yōu)先級(jí)列表為空，則執(zhí)行步驟13;否則，返回步驟6;步驟13 :計(jì)算并更新宏小區(qū)/毫微微小區(qū)的基站使用可用資源塊與用戶通信時(shí)在該可用資源塊上的傳輸功率。所述計(jì)算用戶集合中每個(gè)用戶的優(yōu)先級(jí)采用公式呎+RSw +^5Wi表示用戶i的優(yōu)先級(jí)，砂^表示用戶i的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的權(quán)重，表示用戶i的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的權(quán)重少&表不用戶i的盡力而為業(yè)務(wù)的權(quán)重，i G Mu或i G Fu, Mu表不所有宏小區(qū)的用戶集合,Fu表示所有毫微微小區(qū)的用戶集合，并且有
權(quán)利要求
1.一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行鏈路資源分配方法，將動(dòng)態(tài)跨層資源分配技術(shù)應(yīng)用于IMT-Advanced系統(tǒng)的Macro-Femto異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，其特征是所述方法包括 步驟I :將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中宏小區(qū)/毫微微小區(qū)的用戶放入集合中組成用戶集合，將所有可用資源塊放入集合中組成可用資源塊集合，計(jì)算用戶集合中每個(gè)用戶的優(yōu)先級(jí)，將用戶按照優(yōu)先級(jí)由高到低的順序排序并組成用戶優(yōu)先級(jí)列表； 步驟2 :在用戶集合中選擇優(yōu)先級(jí)最高的用戶； 步驟3 :計(jì)算該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量； 步驟4 :將該優(yōu)先級(jí)最高的用戶從用戶集合中刪除； 步驟5 :判斷用戶集合是否為空，如果用戶集合為空，則執(zhí)行步驟6 ;否則，返回步驟2 ; 步驟6 :從用戶優(yōu)先級(jí)列表中選擇優(yōu)先級(jí)最高的用戶； 步驟7 :從可用資源塊集合中選擇信道質(zhì)量最好的資源塊分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶； 步驟8 :將已經(jīng)分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶的信道質(zhì)量最好的資源塊從可用資源塊集合中刪除； 步驟9 :判斷可用資源塊集合是否為空，如果可用資源塊集合為空，則執(zhí)行步驟13 ;否貝U，執(zhí)行步驟10 ； 步驟10 :判斷分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶的資源塊的數(shù)量是否小于該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量，如果分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶的資源塊的數(shù)量小于該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量，則返回步驟7 ;否則，執(zhí)行步驟11 ； 步驟11 :將該優(yōu)先級(jí)最高的用戶從用戶優(yōu)先級(jí)列表中刪除； 步驟12 :判斷用戶優(yōu)先級(jí)列表是否為空，如果用戶優(yōu)先級(jí)列表為空，則執(zhí)行步驟13 ;否貝U，返回步驟6 ; 步驟13 :計(jì)算并更新宏小區(qū)/毫微微小區(qū)的基站使用可用資源塊與用戶通信時(shí)在該可用資源塊上的傳輸功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是所述計(jì)算用戶集合中每個(gè)用戶的優(yōu)先級(jí)采用公式呎+表示用戶i的優(yōu)先級(jí)，表示用戶i的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的權(quán)重，表示用戶i的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的權(quán)重表示用戶i的盡力而為業(yè)務(wù)的權(quán)重，i e Mu或i G Fu,Mu表示所有宏小區(qū)的用戶集合，F(xiàn)u表示所有毫微微小區(qū)的用戶集合，并且有
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是所述計(jì)算該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量采用公式
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征是所述計(jì)算該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量采用公式
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述計(jì)算分配給每個(gè)用戶的每個(gè)資源塊上的傳輸功率采用公式
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是所述計(jì)算分配給每個(gè)用戶的每個(gè)資源塊上的傳輸功率采用公式
全文摘要
本發(fā)明公開了宏小區(qū)和毫微微小區(qū)混合網(wǎng)絡(luò)下的通信資源管理技術(shù)領(lǐng)域中的一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下行鏈路資源分配方法。包括組建用戶集合和可用資源塊集合，計(jì)算并組成用戶優(yōu)先級(jí)列表；計(jì)算用戶需求的資源塊數(shù)量；從用戶優(yōu)先級(jí)列表中選擇優(yōu)先級(jí)最高的用戶并從可用資源塊集合中選擇信道質(zhì)量最好的資源塊分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶，直至分配給該優(yōu)先級(jí)最高的用戶的資源塊等于該優(yōu)先級(jí)最高的用戶需求的資源塊數(shù)量或者可用資源塊集合為空；計(jì)算并更新宏小區(qū)/毫微微小區(qū)的基站使用可用資源塊與用戶通信時(shí)在該可用資源塊上的傳輸功率。本發(fā)明降低了小區(qū)間的干擾，保證了每個(gè)用戶每種業(yè)務(wù)的QoS需求，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)吞吐量的最大化、用戶之間以及業(yè)務(wù)之間的公平。
文檔編號(hào)H04W72/10GK102711262SQ20121022839
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者張秀寧, 徐少毅, 談?wù)褫x, 陶成 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)