基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107708157A(43)申请公布日2018.02.16(21)申请号201711176251.5(22)申请日2017.11.22(71)申请人重庆邮电大学地址400065重庆市南岸区南山街道崇文路2号(72)发明人韦世红张丽弭宝松杨浩澜(74)专利代理机构重庆辉腾律师事务所50215代理人寸南华(51)Int.Cl.H04W28/08(2009.01)H04W48/20(2009.01)H04W52/34(2009.01)H04W72/02(2009.01)H04W72/08(2009.01)权利要求书4页说明书7页附图1页(54)发明名称基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法(57)摘要本发明涉及移动通信领域，具体为一种基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法，包括：基于负载均衡确定小区最优选择；根据所述小区最优选择确定信道分配方案；根据所述信道分配方案，优化网络能效确定最优功率分配方案，本发明的小区最优选择在保证了用户的传输要求下，通过建模负载均衡来控制用户成功接入基站的概率，从而实现负载均衡，同时提高网络的能量效率；基于已确定的负载均衡方案，联合优化网络能效实现合理的信道分配和功率分配方案。CN107708157ACN107708157A权利要求书1/4页1.一种基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法，其特征在于，包括：S1、基于负载均衡确定小区最优选择；S2、根据所述小区最优选择，确定信道分配方案；S3、根据所述信道分配方案，优化网络能效确定最优功率分配方案。2.根据权利要求1所述的一种基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法，其特征在于，所述基于负载均衡确定小区最优选择包括：用户根据效用函数的大小依次选择服务基站，具体包括：用户根据所述用户的最低服务速率需求建立备选小区列表；根据所述用户的备选小区列表中基站的个数，确定用户的优先级，即所述备选小区列表中基站的个数越少的用户，用户的优先级越高；根据优先级的顺序，让优先级越高的用户依次选择效用函数值越大的基站作为所述优先级越高的用户的服务基站。3.根据权利要求2所述的一种基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法，其特征在于，所述效用函数为：其中，表示负载均衡因子；表示用户k接入基站m的能效，Pm是基站m的最大传输功率，是用户k接入基站m的信干噪比；用户根据公式依次选择基站m作为该用户的服务基站，argmax[·]表示·取得最大值时对应的自变量的值。4.根据权利要求3所述的一种基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法，其特征在于，所述负载均衡因子包括：所述负载均衡因子用来表示用户k成功接入基站m的概率,k∈1,2,...,K，K为用户总数；其中Lm表示基站m当前所服务的用户数，m∈1,2,...,M，M为基站总数；Lm_max表示基站m的最大服务用户数，Lm_max＝2Lm_b，Lm_b表示基站m在一个传输时间间隔TTI中能同时服务的最多用户数。5.根据权利要求1所述的一种基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法，其特征在于，所述根据小区最优选择确定信道分配方案包括：通过小区分簇和用户分簇，进行信道分配具体包括：将有邻居关系的小区分成簇；根据小区簇的最小化用户的相关干扰，进行用户分簇。6.根据权利要求5所述的一种基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法，其特征在于，所述小区分簇过程包括：基站i中的用户k将接收到的来自基站j的SINRj上报给基站i，基站i收到了用户k发送的SINRi和SINRj信息后，若SINRi-SINRj<Ith，基站j便被判定为基站i的一个邻居基站，并且基站i会把基站j的序号j添加到自己的邻近小区列表中，完成小区分簇；其中，SINRi表示来自服务基站i的信干噪比，SINRj表示来自其他基站的信干噪比，i,j∈B，B2CN107708157A权利要求书2/4页为基站的集合，且i≠j；Ith是信干噪比差值的阈值。7.根据权利要求5所述的一种基于能效的密集小蜂窝网络资源分配方法，其特征在于，所述根据小区簇的最小化用户的相关干扰，进行用户分簇包括：通过将用户簇的干扰权重和最小化，将相关干扰小的用户分成一簇；具体包括：从网络中随机选择顶点开始，通过添加来自其他小区的顶点来遍历子图，将当前用户簇的干扰权重最小化；当所述当前用户簇的所有顶点的干扰权重和达到上限时，所述当前用户簇将被独立成簇，从剩余的顶点开始生成一个新的用户簇；其中，所述用户簇的干扰权重包括：所述用户簇的干扰权重为所述小区簇中用户的信干噪比的倒数，其中：是用户k接入基站m的信干噪比，hk,n,m是基站m到用户k的信道增益；Pk,n,m是基站m到用户k的发射功率；k'∈U,U是用户集合，U＝{1,2,...,K}，K表示用户总数；hk',n,j表示