專利名稱：一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的用戶公平資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)(Heterogeneous wireless networks, HWNs)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中保證用戶公平性的資源分配方法。
背景技術(shù)：
不同無線接入技術(shù)(Radio access technology, RAT)在容量、覆蓋、傳輸速率、移動性支持和業(yè)務(wù)支持等方面存在著巨大的差異性和互補(bǔ)性，沒有任何一種單獨(dú)的無線接入技術(shù)可以同時(shí)滿足用戶各方面的所有需求，未來的無線通信必然是多種無線接入技術(shù)的有效融合網(wǎng)絡(luò)，即為異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)。如何在異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行合理的資源分配是一個(gè)越來越重要的研究課題?！秶H電子與電氣工程師協(xié)會無線通信匯刊》(IEEETransactions on WirelessCommunication, Volume9, Noll, 2010, pp3324_3329)中提到了一個(gè)針對異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的上行傳輸?shù)穆?lián)合功率和帶寬分配算法。不過該算法的目標(biāo)是最大化系統(tǒng)總吞吐量，沒有考慮用戶間的公平性問題。而保證用戶間的公平性、更好地為多用戶服務(wù)，是未來無線通信系統(tǒng)的核心目標(biāo)之一，因此保證用戶間公平性的資源分配對未來無線通信系統(tǒng)具有重要意義?！秶H電子與電氣工程師協(xié)會移動計(jì)算匯刊》(IEEETransactions on WirelessCommunication, VoIume 10，No8, 2011，pp 1131-1143)中還提到了一種針對特定異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的用戶公平性的資源分配算法。不過該算法的應(yīng)用場景只能為特定網(wǎng)絡(luò)而不具有擴(kuò)展性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)上行傳輸?shù)挠脩艄劫Y源分配方法，以在優(yōu)化系統(tǒng)吞吐量的同時(shí)保證用戶間具有近似嚴(yán)格的公平性。

本發(fā)明異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的用戶公平資源分配方法，設(shè)在總用戶數(shù)為M、有N種無線接入技術(shù)共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每種無線接入技術(shù)在系統(tǒng)中僅有一個(gè)接入點(diǎn)；其特征在于各用戶、各無線接入點(diǎn)分別根據(jù)輸入?yún)?shù)和信道參數(shù)執(zhí)行如下操作:在各用戶端依次執(zhí)行以下具體操作步驟:第一步:以八),,,(/)表示在時(shí)隙t計(jì)算得到的用戶m的平均速率，m = I,..., M,初始化在時(shí)隙t = O時(shí)用戶m的平均速率1(0)為非負(fù)值；第二步:以μ m (i)表示用戶m在迭代輪次i的功率調(diào)整因子，初始化用戶m在迭代輪次i = O的功率調(diào)整因子μ m(0)為非負(fù)數(shù)，初始化在迭代輪次i = O時(shí)用戶m到無線接入點(diǎn)η,η = 1，...，N,的發(fā)送功率Pmn(O)以及無線接入點(diǎn)η分配給用戶m的帶寬資源Xmn(O)為非負(fù)數(shù)；用戶根據(jù)接入點(diǎn)反饋的信道狀態(tài)信息、廣播信息更新已存儲的信息:對于所有的用戶m = 1，...，M和無線接入點(diǎn)η = 1，...，N,更新用戶m到無線接入點(diǎn)η由小尺度衰落產(chǎn)生的信道增益hmn，更新用戶m到無線接入點(diǎn)η之間的路徑損耗1 ，更新各無線接入點(diǎn)廣播的帶寬調(diào)整因子ληα)；第三步:根據(jù)當(dāng)前各用戶的平均速率疋ΛΟ、各用戶功率調(diào)整因子μπα)、各無線接入點(diǎn)廣播的帶寬調(diào)整因子ληα)和用戶m到無線接入點(diǎn)η由小尺度衰落產(chǎn)生的信道增益hmn，用戶m到無線接入點(diǎn)η之間的路徑損耗Imn，分別根據(jù)帶寬分配計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)的用戶公平資源分配方法，設(shè)在總用戶數(shù)為Μ、有N種無線接入技術(shù)共存的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，每種無線接入技術(shù)在系統(tǒng)中僅有一個(gè)接入點(diǎn)；其特征在于各用戶、各無線接入點(diǎn)分別根據(jù)輸入?yún)?shù)和信道參數(shù)執(zhí)行如下操作: 在各用戶端依次執(zhí)行以下具體操作步驟: 第一步:以疋,(O表示在時(shí)隙t計(jì)算得到的用戶m的平均速率，m = I,...，M,初始化在時(shí)隙t = O時(shí)用戶m的平均速率/1(0)為非負(fù)值； 第二步:以ym(i)表示用戶m在迭代輪次i的功率調(diào)整因子，初始化用戶m在迭代輪次i = O的功率調(diào)整因子μ m(0)為非負(fù)數(shù)，初始化在迭代輪次i = O時(shí)用戶m到無線接入點(diǎn)η, η = 1，...，N,的發(fā)送功率Pmn(O)以及無線接入點(diǎn)η分配給用戶m的帶寬資源Xmn(O)為非負(fù)數(shù)； 用戶根據(jù)接入點(diǎn)反饋的信道狀態(tài)信息、廣播信息更新已存儲的信息:對于所有的用戶m = I,...，M和無線接入點(diǎn)η = 1，...，N,更新用戶m到無線接入點(diǎn)η由小尺度衰落產(chǎn)生的信道增益h ，更新用戶m到無線接入點(diǎn)η之間的路徑損耗Inm，更新各無線接入點(diǎn)廣播的帶寬調(diào)整因子XnQ)； 第三步:根據(jù)當(dāng)前各用戶的平均速率1(0、各用戶功率調(diào)整因子μπα)、各無線接入點(diǎn)廣播的帶寬調(diào)整因子ληα)和用戶m到無線接入點(diǎn)η由小尺度衰落產(chǎn)生的信道增Shmn，用戶m到無線接入點(diǎn)η之間的路徑損耗Imn，分別根據(jù)帶寬分配計(jì)算公式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的用戶公平資源分配方法，特征是將上行的功率分配和帶寬分配進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化，為每個(gè)用戶到每個(gè)無線接入點(diǎn)進(jìn)行自適應(yīng)的功率分配和帶寬分配，通過引入功率、帶寬調(diào)整因子，經(jīng)過若干次迭代，保證總資源收斂，以優(yōu)化系統(tǒng)的吞吐量。在優(yōu)化資源分配時(shí)以保證用戶間公平性為目標(biāo)，且以用戶的平均速率作為其中一個(gè)考察變量。本發(fā)明方法在優(yōu)化系統(tǒng)吞吐量的同時(shí)，能夠保證用戶間具有近似嚴(yán)格的公平性。
文檔編號H04W72/04GK103188808SQ20131012595
公開日2013年7月3日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者范鵑, 方彬, 周武旸 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)