专利名称：一种异构网络下行链路资源分配方法
技术领域：
本发明属于宏小区和毫微微小区混合网络下的通信资源管理技术领域，尤其涉及一种异构网络下行链路资源分配方法。
背景技术：
移动用户对传输带宽和数据速率的需求呈指数增长趋势，IMT-Advanced(International Mobile Telecommunications-Advanced,高级国际移动通信)传统蜂窝网络架构已不能满足室内、中小企业等热点区域的无缝覆盖，因此，頂T-Advanced异构网络架构应运而生。图I是异构网络系统构架图，如图I所示，在MT-Advanced系统的Macro-Femto(MacrocelI-FemtocelI,宏小区_毫微微小区)异构网络中，毫微微小区通过在宏小区中插入大量的家庭基站拉近天线与用户之间的距离，实现小区分裂，大大降低发射功率，延长终端电池使用时间，并获得高的信噪比，从而提高了系统吞吐量，降低了中断概率。家庭基站的密集部署、重叠覆盖会造成复杂的干扰结构，并且由于家庭基站根据用户的需求安装甚至移动，因此运营商无法进行家庭基站的网络规划与优化，这更加剧了干扰管理的难度。图2是异构网络下行链路干扰情境示意图，如图2所示，IMT-Advanced系统Macro-Femto异构网络架构面临的一个主要挑战就是下行链路同信道同层干扰和跨层干扰。因此，更加有效的干扰管理技术就成为家庭基站标准化过程中首要解决的问题之一。在异构网络中，由于各子层之间(即应用层、传输层、网络层、媒体接入控制层和物理层之间)为维护自身的独立性与完整性而存在的大量信息冗余，不仅过多消耗了带宽与功率等紧缺资源，而且直接制约了系统性能充分发挥。于是，高效跨层的、跨模块的干扰协调方法逐步成为业界关注的热点。现有的Macro-Femto异构网络小区间干扰协调技术主要包含以下几类①智能功率控制，只考虑了物理层技术；②Macro与Femto实行正交资源分配,频谱利用率低； ③多点协作传输与接收，MeNodeB (Mecro Node Base,宏基站)与HeNodeB (HomeNode Base，家庭基站)以及HeNodeB与HeNodeB之间需要交换信息，信令开销大，实现复杂度高，对标准的改动较大，不具有很好的后向兼容性。现有的跨层动态资源分配技术的缺点包括①大部分技术只考虑MAC层与物理层的信息交互，少部分技术考虑了网络层、MAC层、物理层之间的联合优化，这些技术都没有将TCP/IP五层联合设计，没有最大化系统性能提升；②考虑的业务类型不全，用户发起的业务类型单一，而在实际通信系统中，用户可以同时发起多种不同QoS需求的业务；③公平性指标只注重用户间吞吐量的平衡，大部分技术没有考虑时延、时延抖动、分组丢失率等QoS指标在用户之间的平衡。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种异构网络下行链路资源分配方法，将动态跨层资源分配技术应用于Macro-Femto异构网络，达到降低小区间干扰、最大化系统吞吐量、保证每个用户每种业务的QoS需求、实现用户之间的公平以及业务之间的公平。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是，一种异构网络下行链路资源分配方法，将动态跨层资源分配技术应用于IMT-Advanced系统的Macro-Femto异构网络中，其特征是所述方法包括步骤I :将异构网络中宏小区/毫微微小区的用户放入集合中组成用户集合，将所有可用资源块放入集合中组成可用资源块集合，计算用户集合中每个用户的优先级，将用户按照优先级由高到低的顺序排序并组成用户优先级列表； 步骤2 :在用户集合中选择优先级最高的用户；步骤3 :计算该优先级最高的用户需求的资源块数量；步骤4 :将该优先级最高的用户从用户集合中删除；步骤5 :判断用户集合是否为空，如果用户集合为空，则执行步骤6 ;否则，返回步骤2;步骤6 :从用户优先级列表中选择优先级最高的用户；步骤7 :从可用资源块集合中选择信道质量最好的资源块分配给该优先级最高的用户；步骤8 :将已经分配给该优先级最高的用户的信道质量最好的资源块从可用资源块集合中删除；步骤9 :判断可用资源块集合是否为空，如果可用资源块集合为空，则执行步骤13;否则，执行步骤10;步骤10 :判断分配给该优先级最高的用户的资源块的数量是否小于该优先级最高的用户需求的资源块数量，如果分配给该优先级最高的用户的资源块的数量小于该优先级最高的用户需求的资源块数量，则返回步骤7 ;否则，执行步骤11 ；步骤11 :将该优先级最高的用户从用户优先级列表中删除；步骤12 :判断用户优先级列表是否为空，如果用户优先级列表为空，则执行步骤13;否则，返回步骤6;步骤13 :计算并更新宏小区/毫微微小区的基站使用可用资源块与用户通信时在该可用资源块上的传输功率。所述计算用户集合中每个用户的优先级采用公式呎+RSw +^5Wi表示用户i的优先级，砂^表示用户i的实时业务的权重，表示用户i的非实时业务的权重少&表不用户i的尽力而为业务的权重，i G Mu或i G Fu, Mu表不所有宏小区的用户集合,Fu表示所有毫微微小区的用户集合，并且有
权利要求
1.一种异构网络下行链路资源分配方法，将动态跨层资源分配技术应用于IMT-Advanced系统的Macro-Femto异构网络中，其特征是所述方法包括 步骤I :将异构网络中宏小区/毫微微小区的用户放入集合中组成用户集合，将所有可用资源块放入集合中组成可用资源块集合，计算用户集合中每个用户的优先级，将用户按照优先级由高到低的顺序排序并组成用户优先级列表； 步骤2 :在用户集合中选择优先级最高的用户； 步骤3 :计算该优先级最高的用户需求的资源块数量； 步骤4 :将该优先级最高的用户从用户集合中删除； 步骤5 :判断用户集合是否为空，如果用户集合为空，则执行步骤6 ;否则，返回步骤2 ; 步骤6 :从用户优先级列表中选择优先级最高的用户； 步骤7 :从可用资源块集合中选择信道质量最好的资源块分配给该优先级最高的用户； 步骤8 :将已经分配给该优先级最高的用户的信道质量最好的资源块从可用资源块集合中删除； 步骤9 :判断可用资源块集合是否为空，如果可用资源块集合为空，则执行步骤13 ;否贝U，执行步骤10 ； 步骤10 :判断分配给该优先级最高的用户的资源块的数量是否小于该优先级最高的用户需求的资源块数量，如果分配给该优先级最高的用户的资源块的数量小于该优先级最高的用户需求的资源块数量，则返回步骤7 ;否则，执行步骤11 ； 步骤11 :将该优先级最高的用户从用户优先级列表中删除； 步骤12 :判断用户优先级列表是否为空，如果用户优先级列表为空，则执行步骤13 ;否贝U，返回步骤6 ; 步骤13 :计算并更新宏小区/毫微微小区的基站使用可用资源块与用户通信时在该可用资源块上的传输功率。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征是所述计算用户集合中每个用户的优先级采用公式呎+表示用户i的优先级，表示用户i的实时业务的权重，表示用户i的非实时业务的权重表示用户i的尽力而为业务的权重，i e Mu或i G Fu,Mu表示所有宏小区的用户集合，Fu表示所有毫微微小区的用户集合，并且有
3.根据权利要求I所述的方法，其特征是所述计算该优先级最高的用户需求的资源块数量采用公式
4.根据权利要求I所述的方法，其特征是所述计算该优先级最高的用户需求的资源块数量采用公式
5.根据权利要求3所述的方法，其特征是所述计算分配给每个用户的每个资源块上的传输功率采用公式
6.根据权利要求4所述的方法，其特征是所述计算分配给每个用户的每个资源块上的传输功率采用公式
全文摘要
本发明公开了宏小区和毫微微小区混合网络下的通信资源管理技术领域中的一种异构网络下行链路资源分配方法。包括组建用户集合和可用资源块集合，计算并组成用户优先级列表；计算用户需求的资源块数量；从用户优先级列表中选择优先级最高的用户并从可用资源块集合中选择信道质量最好的资源块分配给该优先级最高的用户，直至分配给该优先级最高的用户的资源块等于该优先级最高的用户需求的资源块数量或者可用资源块集合为空；计算并更新宏小区/毫微微小区的基站使用可用资源块与用户通信时在该可用资源块上的传输功率。本发明降低了小区间的干扰，保证了每个用户每种业务的QoS需求，实现了系统吞吐量的最大化、用户之间以及业务之间的公平。
文档编号H04W72/10GK102711262SQ20121022839
公开日2012年10月3日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者张秀宁, 徐少毅, 谈振辉, 陶成 申请人:北京交通大学