一种基于簇结构的回程容量限制资源分配方法
【专利摘要】本发明实施例涉及一种基于簇结构的回程容量限制资源分配方法。在CoMP多点传输系统中，由于协作，基站之间需要传递相当大的数据和信令信息，这就给系统带来相当大的开销，我们将这些开销当成系统回程所消耗的能量，然后采用加权系统容量与此开销相比，得到加权系统能量效益，通过最优化此加权系统能量效益，我们得到最优的资源分配，同时也保证了用户的公平性，可用于下一代长期演进(LTE)移动通信系统中。本发明旨在针对现有资源分配的不足，提出一种CoMP场景下，基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，保证了资源分配的高效性以及用户的公平性。
【专利说明】—种基于簇结构的回程容量限制资源分配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信【技术领域】，特别的，本发明是用于提供一种高性能处理器的基站多点协同(CoMP)网络中，基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，包括功率分配与子载波分配，可用于演进下一代长期演进(LTE-A)移动通信系统中。
【背景技术】
[0002]随着越来越多的用户开始用其通信设备上传数据，这就要求移动通信有更大的系统容量、更高的传输速率以及更好的服务质量。但是由于小区边缘用户易受到严重的小区间干扰(ICIC)，蜂窝系统提供的数据速率在小区中心和小区边缘存在很大差异，极大影响了整个系统的吞吐量。因此，下一代无线通信系统(如3GPP LTE、IEEE802.16m等)都将小区边缘性能作为主要的性能指标之一。
[0003]为改善小区边缘用户的性能，提出了新的思路，也即采用多基站协同处理的技术来消除ICIC,比如LTE-A中提出的多点协同技术(CoMP, Coordinated Multi PointTransmiss1n/Recept1n)。CoMP技术通过地理位置上分离的多个基站间共享一些必要的信息，如调度信息、信道状态信息、数据信息等，协同参与一个终端的数据(PDSCH)传输或者联合接收一个终端发送的数据(PUSCH)。通过CoMP技术能够明显的降低小区间干扰，甚至变废为宝，化干扰为有用信号，从整体上提高小区吞吐量，尤其是边缘用户吞吐量。
[0004]目前研究资源分配方法的文献很多，但是大多数都是研究单个小区情况下的资源分配，或者是在CoMP系统中研究简单的资源分配。我们在这提出的在CoMP场景下，基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，它把加权能量效益做为目标函数，这样能高效的完成功率分配与子载波分配而且保证了用户的公平性。
【发明内容】
[0005]本发明旨在针对现有资源分配不足，提出一种CoMP场景下，基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，它保证资源分配的高效性以及用户的公平性。
[0006]该方法的执行步骤:
[0007]步骤1.选定一个分簇，簇中基站数集合为Ub,并且把每个基站的总频带B分为η个子载波；簇中用户集合为Us;
[0008]步骤2.定义信道模型，采用预编码技术、并且考虑路径损耗以及阴影效应，可以得到簇中在子载波i上，基站b对用户k的接受信号。并且假设Pc为基站对信令的功率计算的总和，Pbh为每一个回环所消耗平均功率；
【权利要求】
1.一种基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1.选定一个分簇，簇中基站数集合为ub，并且把每个基站的总频带B分为η个子载波；簇中用户集合为Us ； 步骤2.定义信道模型，采用预编码技术、并且考虑路径损耗以及阴影效应，可以得到簇中在子载波i上，基站b对用户k的接受信号。并且假设Pc为基站对信令的功率计算的总和，Pbh为每一个回环所消耗平均功率； 步骤3.计算即时信道容量，进而求出加权系统容量，加权因子表示为不同的用户提供优先级从而保证其公平性。定义该模型下系统消耗的总功率，进而求出该系统的加权能量效率； 步骤4.在加权能量效率中，我们给出优化方程以及限定条件； 步骤5.将目标方程等价转换为含有参数q的另一个目标优化函数； 步骤6.将离散化的子载波看成连续化的子载波，并且将最优化功率表示成子载波与功率相乘的形式进一步转变优化函数； 步骤7.采用拉格朗日来解决上述目标函数。把目标函数分成两层，内层求得拉格朗日函数在功率以及子载波下的最大值，外层求得内层下在拉格朗日乘子矢量下的最小值。
2.根据权利要求1所述的基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，其特征在于: 所述方法步骤I中，在同一个簇中，基站发送相同的信号给用户，这样可以很好的降低 小区间干扰，并把小区间的干扰信号转化为有用信号。将每个基站的总带宽B分为η个子载波，这样可以在每个子载波中为后续功率分配以及子载波分配提供方便。
3.根据权利要求1所述的基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，其特征在于: 所述方法步骤2中，定义信道模型，考虑路径损耗以及阴影效应；并且采用预编码技术，这样能很好的减少小区间干扰；进一步定义了回程模型，定义了回环所消耗的平均功率以及基站对为基站对信令的功率计算的总和。
4.根据权利要求1所述的基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，其特征在于: 所述方法步骤3中，计算即时信道容量，进而求出加权系统容量，加权因子表示为不同的用户提供优先级从而保证其公平性。定义该模型下系统消耗的总功率，进而求出该系统的加权能量效率。
5.根据权利要求1所述的基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，其特征在于: 所述方法步骤4中，在加权能量效率中，我们给出优化方程以及限定条件。
6.根据权利要求1所述的基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，其特征在于: 所述方法步骤5中，将目标方程等价转换为含有参数q的另一个目标优化函数，这样能简化系统模型，并且将其化为可优化的模型。
7.根据权利要求1所述的基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，其特征在于: 所述方法步骤6中，将离散化的子载波看成连续化的子载波，并且将最优化功率表示成子载波与功率相乘的形式进一步转变优化函数，这样可以运用拉格朗日函数直接对功率以及子载波进行优化。
8.根据权利要求1所述的基于簇结构的回程容量限制资源分配方法，其特征在于: 所述方法步骤7中，采用拉格朗日来解决上述目标函数。把目标函数分成两层，内层求得拉格朗日函数在功率以及子载波下的最大值，外层求得内层下在拉格朗日乘子矢量下的最小值，这 样就可以得到总的拉格朗日函数的最优值。
【文档编号】H04W52/04GK104023401SQ201410232037
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】万齐文, 陈小奎, 周诗雨, 温向明, 路兆铭, 郑伟, 赵君, 邵华 申请人:北京邮电大学