[0061] 所述基于最大化吞吐量的目标，提出多播系统的载波资源分配模型具体包括：
[0062] 以小区中的总的吞吐量作为系统的效益U :
[0063]
[0064] 其中D和F分别表示多播组和载波集合，表示用户群k中用户在载波n上可获 得的总数据传输速率，由：
[0065]
；
[0066] 计算，其中B。为载波的带宽，pkS分配给用户群k的波束的传输功率，〇 2为高斯 白噪声的功率，a n k为载波使用指示因子，满足条件：
[0067] ank= {〇, l}，DkG D，n G F (1)
[0068]
( ^)
[0069] 条件⑴表示载波n分配给用户群k，则an，k= 1，否则a n，k= 0,条件⑵说明 载波被全部使用，且一个载波可被多个用户群复用。
[0070] 进一步，所述提出用户群分簇算法，根据用户群的位置信息，对用户群进行分簇处 理具体包括：
[0071]基于图论的知识对用户群进行分簇，定义波束间的干扰图G = (V，E)，其中V表示 波束的集合，作为干扰图的顶点，E表示波束间的干扰系数，作为干扰图的边，定义指示函数 e (vk, vm) (k # m)指示波束k和波束m间的干扰：
[0072]
[0073] 其中(\和0 "分别表示用户群k和用户群m的半径，r th表示两个波束间干扰忽悠 不计的门限距离，另外，定义e (vk，vk) = 0,表示波束自身不存在干扰，根据指示函数，构建 一个二值干扰矩阵：
[0074]
[0075] 定义波束的干扰度：
[0076]
[0077] 当dc(vk) = 0时，称vk为零度节点；
[0078] 分簇的具体步骤如下：
[0079] 步骤一，用顶点集合V构建干扰矩阵Ae，初始化迭代因子h = 1，孤立节点集合 S二0 ,分簇集合? = 0，节点集合5 = 0 ;
[0080] 步骤二，找到所有的零度节点vk，更新S = S U vk;剩余节点集合记为①V-S ;
[0081] 步骤三，分簇：a) # 0，.找节点k = arg max (dG(vk))，令干扰矩阵的第k行、第 k列为0,更新节点集合Bh= B h n v k;b)循环执行a)直到A (；= 0 ;c)更新①h=①h-Bh，则 为第h个簇；
[0082] 步骤四，用节点集合^重新构建A (；辛0,更新节点集合①h+1= B h，更新迭代因子h =h+1，执行步骤（3);如果A(；= 0或者|Bh| = 1，如果|Bh| = 1，则①h+1= Bh;
[0083] 步骤五，将孤立节点集合S分配到最少节点的一簇中；
[0084] 经过用户群的分簇处理后，用户群D = {Di，…，Dk，…，De}经过分簇算法被划分为 ①={c&i，…，① h，…}，表示第h个用户群簇，每个簇中的总的用户传输速率为：
[0085]
[0086] 系统总的吞吐量为所有用户群簇的传输速率之和：
[0087]
[0088] 其中《?典为用户群簇％使用载波n的指示因子，相应的，《"鳥满足的条件为：
[0091] 条件（2)表示一个载波只能分配给一个用户群簇，同一簇中的用户群共享一个载 波资源，不同簇中的用户群不可以复用。
[0092] 进一步，所述基于最大化吞吐量的载波分配算法具体步骤如下：
[0093] 步骤一，根据公式：
[0094]
[0095] 计算每个簇中的用户在载波n上的总传输速率；
[0096] 步骤二，为了最大化系统的吞吐量，找到获得最大速率的载波和用户群簇，首先分 配该载波给该用户群簇，根据公式：
[0097]
[0098] 将载波n分配给用户群簇〇h获得最大的传输速率，载波n分配给簇〇 频谱利 用率最高，所以将载波n分配给用户群簇
[0099] 步骤三，将载波n从载波集合F中移除，同时，将用户群簇〇h从集合〇中移除；
[0100] 步骤四，重复执行步骤二和步骤三，直到载波集合或者用户群簇集合成为空集。
[0101] 本发明的另一目的在于提供一种基于有源天线阵列模型的多播系统无线资源优 化分配方法的无线资源优化分配系统，所述无线资源优化分配系统包括：
[0102] 聚类处理模块，用于基于用户的位置信息以及当前时间段内统计到的视频请求信 息，对用户进行聚类处理；
[0103] 位置计算模块，用于根据用户聚类结果，根据每个用户群的位置信息，计算出每个 用户群中心位置的水平方位角和垂直仰角；
[0104] 对准模块，用于基站天线波束实现对用户群的精确对准；
[0105] 信道增益模块，用于采用有源天线阵列的天线模型，确定基站到用户的信道增益 丰旲型；
[0106] 载波资源分配模块，用于基于最大化吞吐量的目标，提出多播系统的载波资源分 配模型；
[0107] 分簇处理模块，提出用户群分簇算法，根据用户群的位置信息，对用户群进行分簇 处理；
[0108] 载波分配模块，基于最大化吞吐量的载波分配算法。
[0109] 进一步，所述聚类处理模块进一步包括：
[0110] 用户选取单元，用于从所有用户中随机取用户，作为用户群的中心；
[0111] 相似度计算单元，用于根据相似度的计算公式，计算剩下的用户到用户群中心的 相似度，将用户划分到相似度最高的用户群；
[0112] 更新单元，根据聚类结果，更新用户群中心。
[0113] 进一步，所述对准模块进一步包括：
[0114] 用户群位置计算单元，用于利用用户群的中心位置计算出来的用户群中心的水平 方位角和垂直仰角；
[0115] 波束宽度确定单元，用于接收波束的垂直半功率带宽；
[0116] 所述信道增益模块进一步包括：
[0117] 用户位置计算单元，根据每个用户的位置信息以及所属的用户群波束，计算出每 个用户位置的实际水平方位角和垂直仰角；
[0118] 天线模型单元，用于采用3GPP标准中提出的有源天线阵列辐射模型；
[0119] 信道增益计算单元，采用多播信道增益模型，在一个多播组中的用户以相同的速 率接受数据，基站以用户群中最小的速率传输数据，因此用户群中基站到用户的等效信道 增益等于该用户群中用户的最差信道增益。
[0120] 本发明提供的基于有源天线阵列模型的多播系统无线资源优化分配方法，与现有 技术相比具有以下优点：
[0121] 1、采用基于用户偏好的多播技术，提高了频谱资源利用率。本发明中，考虑用户可 能请求相同视频内容的情形，根据用户的位置信息和视频请求偏好信息进行用户聚类，处 于相近位置的请求偏好也相近的用户可以划分为一个多播组，在一个多播组中采用多播技 术分发相同的内容，多播组内所有用户共享一个载波资源，从而提高了系统的频率资源利 用率。
[0122] 2、实现有源天线阵列波束对用户群的精确对准，提高了功率、频率资源利用率。通 过有源阵列天线波束赋形技术，为每个多播组分配一个服务的有源天线波束。每个波束指 向所服务的多播组，方向性很强，波束带宽较全向天线变窄，使得能量比较集中，信号强度 增大，提高了功率的利用率。另外，由于波束主瓣较窄，副瓣迅速衰减，不同方向的波束间相 互干扰很小，可以实现不同波束间的用户群的频率复用，提高了频率资源利用率。
[0123] 3、通过对用户群分簇，实现用户群间的频率复用，提高了频谱效率。在本发明中， 根据用户群波束间的干扰对用户群进行分簇，将干扰较小的用户群分为一簇。同一簇中的 用户群，由于相互间干扰较小，可以共享一个频率资源，从而实现用户群间的频率复用。
[0124] 4、提出了针对有源天线多播系统的载波分配算法，提高了用户性能和系统容量。 采用有源天线的多播系统，有源阵列波束的方向性强，带宽较窄，能量较集中，使得用户的 接受信号强度增大，同时提出了基于最大化吞吐量的载波分配算法，提高了用户的性能和 系统容量。
【附图说明】
[0125]图1是本发明实施例提供的基于有源天线阵列模型的多播系统无线资源优化分 配方法流程图。
[0126]图2是本发明实施例提供的载波分配的具体算法流程图。
[0127]图3是本发明实施例提供的系统模型图。
[0128]图4是本发明实施例提供的与其他传统资源分配机制下系统总吞吐量曲线图。
[0129]图5是本发明实施例提供的与其他传统资源分配机制下频谱利用率的柱状图。
【具体实施方式】
[0130] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例