一种子载波分配方法、相关装置以及基站的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，尤其涉及一种子载波分配方法、相关装置以及基站。
【背景技术】
[0002] 异构通信网络是区别于传统网络构架的新型网络结构，它在传统宏蜂窝基站（以 下简称宏基站）的覆盖区域中部署了多种类型的低功率和较低处理能力的微蜂窝基站（以 下简称微基站），用于消除传统宏基站的覆盖"盲区"和"忙区"，理论上能够大幅度提高覆 盖范围和单位区域的频谱效率。
[0003] 吞吐量指的是通信网络在单位时间所传输的数据的数量，通信网络在结构一定的 前提下，吞吐量越大，则能够传输的数据越多，通信网络的性能就越好，资源的利用效率就 越高。因此，提升通信网络的吞吐量，具有重要的实际意义。
[0004] 现阶段技术中，一般的异构通信网络的吞吐量不够高，不能满足大规模数据传输 的要求。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供了一种子载波分配方法，能够提升异构通信网络的吞吐量。
[0006] 本发明实施例的第一方面提供了一种子载波分配方法，应用于异构通信网络，所 述异构通信网络中包括S个基站，所述S个基站的角色包括宏基站和/或微基站；每个所述 基站上配置有Μ个子载波，且对于[1，M]中的任意正整数m，所述S个基站的第m个子载波 的频带范围相同；所述通信网络中包括N个用户；其中，所述S、Μ和N均为正整数，所述方 法适用于所述S个基站中的任意基站，所述方法包括：
[0007] 分别确定所述S个基站的子载波和所述Ν个用户中，每个子载波到每个用户的信 道系数；
[0008] 根据所述每个子载波到所述每个用户的信道系数，分别确定所述每个子载波向所 述每个用户传输数据的速率；
[0009] 根据所述每个子载波向所述每个用户传输数据的速率，确定子载波分配方案，并 根据所述分配方案，将所述S个基站的子载波分配给所述Ν个用户。
[0010] 结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第一种实现方式中， 所述根据所述每个子载波向所述每个用户传输数据的速率，确定子载波分配方案包括： [0011] 根据所述每个子载波向所述每个用户传输数据的速率，确定子载波分配方案，使 得至少有一个用户分配有不少于两个基站的子载波，且所述S个基站的第m个子载波中，任 意两个子载波均没有分配给同一用户。
[0012] 结合本发明实施例的第一方面，本发明实施例的第一方面的第二种实现方式中， 所述根据所述每个子载波到所述每个用户的信道系数，分别确定所述每个子载波向所述每 个用户传输数据的速率包括：
[0013] 根据公式
4十算第i个基站的第m个子载波向第η个用户 传输数据的速率，其中：
[0015] 其中，所述if用于表示所述S个基站中第i个基站在第m个子载波上的功率，所 述私^用于表示所述第i个基站的第m个子载波到第η个用户的信道系数，所述σ 2用于表 示加性高斯白噪声在一个子载波上的功率，1 < i < S，1 < η < Ν，1 < m < Μ。
[0016] 结合本发明实施例的第一方面、第一方面的第一种或第二种实现方式，本发明实 施例的第一方面的第三种实现方式中，对于[1，M]中的任意正整数m，所述异构通信网络的 结构等价于一个二部图，所述二部图以所述S个基站为第一顶点集，以所述N个用户作为第 二顶点集，以第s个基站在第m个子载波上向第η个用户传输数据的速率，作为连接第S个 基站和第η个用户的边的权重；
[0017] 所述根据所述每个子载波向每个用户传输数据的速率，确定子载波分配方案包 括：
[0018] 对于第m个子载波，确定所述异构通信网络等价的二部图的最大匹配；
[0019] 将所述二部图的最大匹配，确定为所述第m个子载波的最优分配方案；
[0020] 将所述Μ个子载波的最优分配方案，确定为所述子载波分配方案。
[0021] 结合本发明实施例的第一方面的第三中实现方式，本发明实施例的第一方面的第 四种实现方式中，所述确定所述异构通信网络等价的二部图的最大匹配包括：
[0022] 根据匈牙利算法，确定所述异构通信网络等价的二部图的最大匹配。
[0023] 本发明实施例的第二方面提供了一种子载波分配装置，应用于异构通信网络，所 述异构通信网络中包括S个基站，所述S个基站的角色包括宏基站和/或微基站；每个所述 基站上配置有Μ个子载波，且对于[1，Μ]中的任意正整数m，所述S个基站的第m个子载波 的频带范围相同；所述通信网络中包括N个用户；其中，所述S、Μ和N均为正整数，所述子 载波分配装置适用于所述S个基站中的任意基站，所述子载波分配装置包括：
[0024] 参数确定模块，用于分别确定所述S个基站的子载波和所述Ν个用户中，每个子载 波到每个用户的信道系数；
[0025] 速率计算模块，用于根据所述每个子载波到所述每个用户的信道系数，分别确定 所述每个子载波向所述每个用户传输数据的速率；
[0026] 载波分配模块，用于根据所述每个子载波向所述每个用户传输数据的速率，确定 子载波分配方案，并根据所述分配方案，将所述S个基站的子载波分配给所述Ν个用户。
[0027] 结合本发明实施例的第二方面，本发明实施例的第二方面的第一种实现方式中， 所述载波分配模块具体用于：
[0028] 根据所述每个子载波向所述每个用户传输数据的速率，确定子载波分配方案，并 根据所述分配方案，将所述S个基站的子载波分配给所述Ν个用户，使得至少有一个用户分 配有不少于两个基站的子载波，且所述S个基站的第m个子载波中，任意两个子载波均没有 分配给同一用户。
[0029] 结合本发明实施例的第二方面，本发明实施例的第二方面的第二种实现方式中， 所述速率计算模块具体用于：
[0030] 根据公式·
计算第i个基站的第m个子载波向第η个用户 传输数据的速率，其中：
[0032] 其中，所述if用于表示所述S个基站中第i个基站在第m个子载波上的功率，所 述用于表示所述第i个基站的第m个子载波到第η个用户的信道系数，所述σ 2用于表 示加性高斯白噪声在一个子载波上的功率，1 < i < S，1 < η < Ν，1 < m < Μ。
[0033] 结合本发明实施例的第二方面、第二方面的第一种或第二种实现方式，本发明实 施例的第二方面的第三种实现方式中，对于[1，M]中的任意正整数m，所述异构通信网络的 结构等价于一个二部图，所述二部图以所述S个基站为第一顶点集，以所述N个用户作为第 二顶点集，以第s个基站在第m个子载波上向第η个用户传输数据的速率，作为连接第S个 基站和第η个用户的边的权重；
[0034] 所述载波分配模块具体用于：
[0035] 对于第m个子载波，确定所述异构通信网络等价的二部图的最大匹配；
[0036] 将所述二部图的最大匹配，确定为所述第m个子载波的最优分配方案；
[0037] 将所述Μ个子载波的最优分配方案，确定为所述子载波分配方案。
[0038] 结合本发明实施例的第二方面的第三种实现方式，本发明实施例的第二方面的第 四种实现方式中，所述载波分配模块根据匈牙利算法，确定所述异构通信网络等价的二部 图的最大匹配。
[0039] 本发明实施例的第三方面提供了一种基站，包括本发明实施例第二方面、第二方 面的第一种至第四种实现方式中任一项所述的子载波分配装置。
[0040] 本发明实施例提供了一种子载波分配方法，其中，基站确定每个子载波到每个用 户的信道系数；并根据该信道系数确定每个子载波向每个用户传输数据的速率，然后根据 该传输数据的速率，将S个基站的子载波分配给Ν个用户。由于子载波向用户传输数据的 速率与通信网络的吞吐量有直接关系，异构通信网络中所有子载波向用户传输数据的速率 和，就是异构通信网络的吞吐量，因此，通过确定每个子载波向每个用户传输数据的速率， 使得基站能够计算出吞吐量较大的分配方案，有利于提升异构通信网络的吞吐量。
【附图说明】
[0041] 图1为异构通信网络的基本架构示意图；
[0042] 图2为本发明实施例中子载波分配方法一个实施例流程图；
[0043] 图3(a)为二部图的一个原理示意图；
[0044] 图3(b)为二部图的另一个原理示意图；
[0045] 图4为本发明实施例中子载波分配装置一个实施例结构图；
[0046] 图5为本发明实施例中子载波分配装置另一个实施例结构图。
【具体实施方式】
[0047] 本发明实施例提供了一种子载波分配方法，用于提升异构通