基于干扰缓解的资源调度方法

本发明涉及的是一种无线通信领域的技术，具体是一种基于干扰缓解的资源调度方法。

背景技术：

1、5g nr新标准中为了提高用户速率不仅定义了更为丰富的频谱资源、空间资源、更灵活的时间资源，而且还提供了更细粒度的资源调度方式。但随着子载波间距的增大，时隙会变短。在这样的负载环境下，系统对于无线时频资源块的管理及分配等问题是否得到妥当处理则变得极其关键。

2、现有的资源调度算法包括最大载干比调度算法(max c/i)、轮询(round robin，rr)调度算法和比例公平(proportional fairness，pf)调度算法，前两者都分别基于吞吐量和用户公平性设计资源调度算法，比例公平算法则是通过引入一个超参数实现对吞吐量和用户公平性的一种权衡，属于对前者的折中算法。但现有技术在5g nr的蜂窝无线网络中服务用户的平均干扰水平比较大。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术缺少以降低用户平均干扰水平为目标的资源调度，在5g nr的蜂窝无线网络中由于下行数据量大导致频谱资源有限的条件下服务用户的平均干扰水平比较大的问题，提出一种基于干扰缓解的资源调度方法，针对5g nr无线网络环境，充分利用基站端收集到的信道参数信息，每个基站根据本地采集数据进行不同的资源调度决策，不需要基站间交换控制信息，从而避免基站间通信所产生的开销，在调度的过程中优先把无线资源调度给干扰水平小的用户，从而达到干扰缓解的目的，本发明能够在保证频谱效率的同时显著降低服务用户的平均干扰水平，并且对服务用户兼顾一定的公平性。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明涉及一种基于干扰缓解的资源调度方法，通过基站每时隙计算所有积压用户的平均干扰水平并生成调度列表，按平均干扰水平升序依次向积压用户分配资源块并执行传输过程；当用户收到来自发送基站的数据包后向该基站反馈①是否需要重传以及②传输过程中资源块上的干扰水平；该基站将计算干扰水平并储存到用户干扰水平表并进行循环更新维护，从而缓解每时隙内服务用户所受到的干扰。

4、所述的平均干扰水平，即作为积压用户的调度优先级的当前用户在所有资源块上的干扰水平的均值其中：用户u在资源块r上的所受干扰水平pk表示基站k的发射功率，duk表示用户u到基站k的欧式距离，huk(t)为小尺度衰落且满足均值为0的瑞利分布，d-α为路径损耗，α为路径损耗因子，指示函数1kr(t)表示基站k在时隙t是否占用资源块r且1kr(t)∈{0,1}。

5、本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：位于宏基站的资源调度单元和分配单元，其中：资源调度单元根据物理层计算得到的用户干扰水平表，基于干扰缓解的资源调度方法，为多个服务用户进行合理的资源分配，得到包含用户编号与用户调度优先级的调度列表；分配单元根据用户的调度优先级分配带宽资源，用户在完成传输后发送反馈信息，基站的物理层单元根据该反馈信息计算此次发送过程中的资源块上的干扰水平，并记录在表格中，更新用户干扰水平表。

6、技术效果

7、本发明在5g nr无线蜂窝网络下行链路中根据用户的平均干扰水平进行动态的资源调度。相比于传统的资源调度方法，上述发明可以在保证频谱效率与一定公平性的同时有效降低服务用户的干扰水平。

技术特征：

1.一种基于干扰缓解的资源调度方法，其特征在于，通过基站每时隙计算所有积压用户的平均干扰水平并生成调度列表，按平均干扰水平升序依次向积压用户分配资源块并执行传输过程；当用户收到来自发送基站的数据包后向该基站反馈①是否需要重传以及②传输过程中资源块上的干扰水平；该基站将计算干扰水平并储存到用户干扰水平表并进行循环更新维护，从而缓解每时隙内调度低于平均干扰水平的用户所受到的干扰；

2.根据权利要求1所述的基于干扰缓解的资源调度方法，其特征是，具体包括：

3.根据权利要求2所述的基于干扰缓解的资源调度方法，其特征是，所述的基站和用户之间的通信过程发生在osi参考模型的物理层、数据链路层；

4.根据权利要求3所述的基于干扰缓解的资源调度方法，其特征是，所述的mac层中使用四个协议栈实现基站到用户的通信过程：从基站到用户，首先建立分组数据汇聚协议(pdcp)层以接收ip数据报，执行加密和编号，处理后的数据包输出至无线链路控制(rlc)层；无线链路控制层对数据包进行分段重组，重组后的rlc协议数据单元(pdu)存储在rlc缓冲区中；媒体访问控制(mac)层从rlc缓冲区获取数据，将pdu组装成传输数据块并添加在mac标头，通过物理层发送所有内容。

5.根据权利要求3所述的基于干扰缓解的资源调度方法，其特征是，所述的5g nr无线蜂窝网络仿真场景中的基站在每个传输时间间隔(tti)定期进行资源调度，具体为：在每个tti上，基站根据其调度策略计算各积压用户的优先级并分配资源块，在分配过程中基站根据信道质量指示(cqi)计算用户的调制和编码方案(mcs)信息，用于选取合适的调制阶数、码率、下行数据块大小，由此决定传输块占用多少数量的资源块。

6.一种实现权利要求1-5中任一所述基于干扰缓解的资源调度方法的系统，其特征在于，包括：位于宏基站的资源调度单元和分配单元，其中：资源调度单元根据物理层计算得到的用户干扰水平表，基于干扰缓解的资源调度方法，为多个服务用户进行合理的资源分配，得到包含用户编号与用户调度优先级的调度列表；分配单元根据用户的调度优先级分配带宽资源，用户在完成传输后发送反馈信息，基站的物理层单元根据该反馈信息计算此次发送过程中的资源块上的干扰水平，并记录在表格中，更新用户干扰水平表。

技术总结
一种基于干扰缓解的资源调度方法，通过基站每时隙计算所有积压用户的平均干扰水平并生成调度列表，按平均干扰水平升序依次向积压用户分配资源块并执行传输过程；当用户收到来自发送基站的数据包后向该基站反馈①是否需要重传以及②传输过程中资源块上的干扰水平；该基站将计算干扰水平并储存到用户干扰水平表并进行循环更新维护，从而缓解每时隙内调度低于平均干扰水平的用户所受到的干扰。本发明充分利用基站端收集到的信道参数信息，不需要基站间交换控制信息，能够在保证频谱效率的同时显著降低服务用户的平均干扰水平，并且对服务用户兼顾一定的公平性。

技术研发人员：孙彦赞,白天,张舜卿,陈小静,吴雅婷
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16