本发明涉及基站的自回传资源分配技术领域，特别是涉及一种超密集异构网络中的自回传资源分配方法。
背景技术：
宏基站即公用移动通信基站，是无线电台站的一种传统形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。在超密集异构网络中，一个宏基站覆盖整个区域，且有多个微基站以及众多的用户，用户可分为宏基站用户和微基站用户。微基站与宏基站之间的回传网络使用自回传技术，而宏基站与核心网之间的回传则采用光纤等有线传输方式，宏基站有多个宏用户，以及多个微基站，微基站及其连接的用户形成微小区。宏基站分配其回传资源给宏基站用户和微基站。
现有技术中，宏基站收集其到所有微基站的自回传链路信道以及微基站到用户的接入链路信道的信道状态信息，采用虚拟完全协作法、区间消去法，通过交替迭代得到组稀疏化的预编码矩阵，实现对自回传资源分配与接入链路预编码的联合设计。这样会导致信道资源分配的计算复杂，计算量较大。
技术实现要素：
本发明实施例的一个目的在于提供一种超密集异构网络中的自回传资源分配方法，不但对微基站吞吐量进行提升，且在回传资源分配过程中避免了复杂度较高的运算，同时也体现了分配的公平性使处于较差分配状态的用户避免了一直被忽视。具体技术方案如下：
本发明实施例提供了一种回传资源分配方法，所述基站下连接有n个微基站，包括：
根据所述宏基站中微基站n对应的回传速率以及该微基站的接入速率的设定关系获得所述微基站n对应的回传链路的时分块因子值，其中，所述回传速率为：所述宏基站分配单个回传子信道给所述微基站n后对应的回传速率；
根据比例公平算法，计算所述微基站n在当前t时刻之前的t-1时刻对应的所有分配时隙的平均分配速率
其中，
根据所述为微基站n的时分块因子值、t-1时刻对应的所有分配时隙的平均分配速率
根据所述信道分配优先级，对所述微基站进行回传资源分配。
本发明优选实施方式中，所述计算微基站n对应的信道分配优先级所采用的公式具体为：
其中，所述pn为信道分配优先级，fn为微基站n对应的用户数量。
本发明优选实施方式中，计算时分块因子值所采用的具体公式为：
其中，βn为所述微基站n的利用回传链路的时分块因子值，
本发明优选实施方式中，根据所述宏基站中基站n对应的回传速率以及该微基站的接入速率的设定关系，获得所述微基站n对应的回传链路的时分块因子值之前，还包括：
所述基站的回传信道分配出m个子信道，
判断所需分配信道的为微基站还是宏用户，
如果是宏用户，则所述宏用户需建立虚拟微基站。
本发明优选实施方式中，所述方法还包括：根据所述信道分配优先级，将所述m个子信道分配给宏用户和所述微基站，以及定义所述微基站n的回传接入总传输时间l，那么某个微基站的最终吞吐量为：
其中，
应用本发明实施例，根据微基站的接入速率和回传速率的关系获得微基站对应的时分块因子值，再采用比例公平算法求出微基站n在t-1时刻的所有分配时隙的平均分配速率，最终根据时分块因子值、
附图说明
图1为超密集异构网络的系统模型图；
图2是本发明实施例的超密集异构网络中的自回传资源分配方法流程示意图；
图3是固定回传速率下有无时分块因子方案的吞吐量对比图；
图4是现有方案和改进方案都使用时分块因子调节技术的系统吞吐量归一化对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，应用于超密集异构网络的宏基站，为此分配方法应用的系统模型图，假设有一个宏基站覆盖整个区域，多个微基站以及众多的用户，可分为宏基站用户和微基站用户。微基站与宏基站之间的回传网络使用自回传技术，而宏基站与核心网之间的回传则采用光纤等有线传输方式，宏基站有k个宏用户，n个微基站，微基站和与其连接的用户组成微小区。宏基站分配其回传资源给宏基站用户(以下简称宏用户)和微基站。
如图2所示，步骤s201为：根据所述宏基站中基站n对应的回传速率以及该微基站的接入速率的设定关系，获得所述微基站n对应的回传链路的时分块因子值。
具体的，本发明实施例中，可以设定：由于回传受限导致接入吞吐量即使大于回传容量，其吞吐量也必然最大为回传容量。而在固定的接入和回传速率下，动态调节两个链路的分配时间使系统吞吐量达到较好的状态。
示例性的，假如宏基站分配单个回传子信道给被微基站n后的回传速率为
具体的，当宏基站下连接有宏用户时，为提高宏用户的通信质量在根据宏基站中基站n对应的回传速率以及该微基站的接入速率的设定关系，获得微基站n对应的回传链路的时分块因子值之前，还包括：基站的回传信道分配出m个子信道，判断所需分配信道的为微基站还是宏用户，如果是宏用户，则将在宏用户和宏基站之间建立虚拟微基站。然后将宏用户对应的资源分配方案执行s201。
步骤s202为：根据比例公平算法，计算所述微基站n在当前t时刻之前的t-1时刻对应的所有分配时隙的平均分配速率
需要说明的是，比例公平算法可以针对前一时间段分配资源的优先级大小，在后一时段适当的调节其优先级的算法，避免本就通信质量不好的被分配者一直得不到分配或者被分配较差信道的情况，提高整体的网络性能。具体的比例公平算法如下所示：
其中，
步骤s303为：根据所述为微基站n的时分块因子值、t-1时刻对应的所有分配时隙的平均分配速率
本发明实施例中，将基于比例公平算法和时分块因子调节技术对自回传资源进行分配。本专利所构建的回传资源分配方式，不但可以体现分配的公平性，也可使有急迫需求的被分配者分配到所需的信道，同时利用的时分块因子使系统的吞吐量达到较好的水平。
回传资源将分配出m个子信道(大于被分配者数量)，针对第m(m∈m)个信道进行各个被分配者的优先级排序，这个排序的公式，即被分配者的优先级：
步骤s304为：根据所述信道分配优先级，对所述微基站进行回传资源分配。
为了体现公平性，fn代表微基站n拥有的用户数。首先假设每个微基站都分配信道1，求出每一个微基站β值，再求出优先级排序，当信道1被分配后，信道2再次以相同的方式被分配，而且假如信道1分配给微基站n后，它在分配信道2时的时分块因子值将变为假设得到信道2后的总回传容量对应的时分块因子值，未分配到信道1的仍然维持原来的β值。其中可以发现随着某个被分配者已得到的信道越多，时分块因子值就会减小，这个过程也会减小其优先级，起到公平性作用，调节系统整体性能。
具体的，本发明实施例还包括：根据信道分配优先级，将m个子信道分配给宏用户和微基站，以及定义微基站n的回传接入总传输时间l，那么某个微基站的最终吞吐量为：
其中，
可以理解的是，在固定回传速率下，利用时分块因子动态分配回传接入时间比的系统吞吐量。由于回传受限，必然导致一定的接入吞吐量的浪费，而相较于原始方案，改进型方案避免了在此基础上的接入吞吐量的损失，因此提高了系统吞吐量。且由于自回传有强大的频谱复用的能力，为避免干扰往往使用时分双工，而时分块因子可调节回传与接入链路工作的时间，可有效提升系统吞吐量。
在基于时分块因子调节技术，可得到本专利所提出的回传资源分配方案与未使用时分块因子的原始方案的吞吐量归一化对比值。由于本专利提出的动态分配的回传资源的方案不但可以优先分配给急需资源的被分配者，使得回传资源可以充分利用，而且还综合考虑公平性使优先级本来很低的被分配者避免了被忽视的状态，因此从总体上看提升了系统的吞吐量。
如图3所示，在固定回传速率下，已经利用(改进方案)和没有利用(原始方案)时分块因子方案时的归一化系统吞吐量对比图，可见利用了时分块因子的改进方案吞吐量有一定的提升。原始方案，即在固定回传速率下，固定回传链路和接入链路的时间比的系统吞吐量归一化值；而右侧柱状图是改进方案，即在固定回传速率下，动态分配回传接入时间比的系统吞吐量归一化值。由于原始方案是在回传受限下进行的，这必然导致一定的接入吞吐量的浪费，而相较于原始方案，改进型方案避免了在此基础上的接入吞吐量的损失，因此提高了系统吞吐量。
图4为两种方案都使用时分块因子调节技术的系统吞吐量归一化对比图，而原始方案(现有技术)的回传资源是固定的、没有分配的，而改进型方案的回传资源是经过本发明进行分配的吞吐量结果，可见利用了时分块因子且经过回传资源分配的改进方案吞吐量有一定的提升。原始方案，即在固定回传速率下，利用时分块因子的方案的吞吐量归一化值；而右侧柱状图为改进型方案，在基于时分块因子调节技术，利用本专利所提出的回传资源分配方案下的吞吐量归一化值。由于本专利提出的动态分配的回传资源的方案不但可以优先分配给急需资源的被分配者，使得回传资源可以充分利用，而且还综合考虑公平性使优先级本来很低的被分配者避免了被忽视的状态，因此从总体上看提升了系统的吞吐量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。